Bohren, Drehen und Fräsen : Geschichte der Werkzeugmaschinen 3499177048

Citation preview

Zu der Buchreihe «Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik»

Technische Objekte sind nicht eindeutig, sondern vieldeutig. Die hu­ manen, ästhetischen, sozial- und geisteswissenschaftlichen Bedeutun­ gen zeigen sich nicht in technischer Funktionsbeschreibung. Auch die historische Abfolge technischer Objekte sagt höchstens etwas Ober deren innertechnologische Entwicklung, nichts aber über die sozio-öko­ nomischen Voraussetzungen, die Einbeziehung und Konsequenzen der Technik. Diese übergreifenden Bezüge versucht die gemeinsam vom Deutschen Museum in München und dem Rowohlt Taschenbuch Ver­ lag herausgegebene neue Buchreihe «Kulturgeschichte der Naturwis­ senschaften und der Technik» zu beschreiben und zu illustrieren. Die Bünde richten sich zunächst an Lehrer und Ausbilder, doch sind sie so gestaltet, daß jeder interessierte Laie sie verstehen kann. Es zeigt sich, daß der Weg durch die Geschichte nicht eine zusätzliche Er­ schwerung und Vermehrung des Lehrstoffes bedeutet, sondern das Verständnis der modernen Naturwissenschaften und Technik erleich­ tert.

Karl Heinz Mommertz

Bohren, Drehen und Fräsen Geschichte der Werkzeugmaschinen mit einem Anhang «Werkzeugmaschinen im Deutschen Museum» von Karl Allwang

nRn Deutsches Museum

Rowohlt

ro ro ro

Die Buchreihe zur Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik entstand im Rahmen zweier Projekte am Deutschen Museum. Projektmitarbeiter: Günther Gottmann, Bert Heinrich, Friedrich Klemm, Gemot Krankenhagen, Jürgen Teichmann, Jochim Varchmin. Verantwortliche Betreuung des vorliegenden Bandes: Gernot Krankenhagen und Dr. Jochim Varchmin Technikgeschichtlicher Berater: Friedrich Klemm Berufspädagogischer Berater: Horst Laube Redaktion im Deutschen Museum: Bert Heinrich Bildredaktion: Heide Bade und Dorine Paetzold Die Autoren danken den Vorführern des Deutschen Museums, Herrn Peter Fritzsche und Herrn Fritz Feckl, für vielfältige Anregungen und Hilfestellungen. Die dieser Veröffentlichung zugrunde liegenden Entwicklungsarbeiten wurden mit Mitteln des Bundesministers für Bildung und Wissenschaft und der Stiftung Volkswagenwerk gefördert. Die Interpretation der Fakten gibt die Meinung des Autors, nicht die des Deutschen Museums wieder.

14.-16. Tausend März 1987

Originalausgabe Umschlagentwurf: Werner Rebhuhn Fotos: Diorama «Wippendrehbank» und «Automatische Drehbank» im Deutschen Museum von Frese / Grunow Redaktion: Jürgen Volbeding Layout: Edith Lackmann Veröffentlicht im Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg, August 1981 Copyright © 1981 by Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg Satz Times (Linotron 404) Gesamtherstellung Clausen & Bosse, Leck Printed in Germany 1480-ISBN 3 499 17704 8

Inhalt

Vorwort 7

Zeittafel 9 Werkzeugmaschinen, historische Entwicklung und Bedeutung 21 Einleitung 21

Muskel-, Wind- und Wasserkraft 22 Von Theorie und Praxis 22 Wippe, Kurbel, Antriebsrad 29 Zünfte - Fortschritt und Hemmnis 40 Weltbild und Stadtbild 45 Weltbild und Technik im Umbruch 47 Vom Eisen zum Stahl 50 Muskel-, Wind- und Wasserkraft an ihren Grenzen 57

Dampfmaschinen und Kreuzsupport - Grundlagen der industriellen Revolution 62 Werkzeugmaschinen und Dampfmaschinen 62 Die Hand des Drehers wird «ersetzt» 67 Die Anfänge des Werkzeugmaschinenbaus 70 Der englische Werkzeugmaschinenbau in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts 78 Passung und Normung bleiben Theorie 84

Du amerikanische System 86 Maschinen statt Handwerker 86 Fräsen statt Feilen 88 Schärfere Werkzeuge, präzisere Werkstücke 95 Vom Entwicklungsland zur Wirtschaftsmacht 100 Von Niederlagen und Reformversprechen 102 Von Einigkeit und Recht und Freiheit 105 Von der Nebenwerkstatt zur Fabrik 111 Von Fabriken und Menschen 116 Gründerjahre und Wirtschaftskrisen 121

Made in Gennany 126 Von den Grenzen des mechanischen Antriebs 130

Spezialisierung, Rationalisierung, Automatisierung 138 Wechselwirkungen 143 Schneller, einfacher und genauer 146 Der Baukasten: Vom Spielzeug zum Produktsystem 152 Steuerung: Vom Anschlag zum Computer 153 Trendwende: Computer auch für Einzelstücke 159 Wird auch der Kopf des Drehers «ersetzt»? 160 Karl Allwang

Historische Werkzeugmaschinen im Deutschen Museum 163 Einleitung 163 Transmission 166 Bohren 168 Drelien 172 Hobeln 181 Frftsen 184 Verzahnen 187

Weiterführende Texte, Übersichten, Register 193 BegriffsericHrungen 193 Transparentreihe zu diesem Buch 208 Anregungen für die Umsetzung in die Ausbildung 210 Literatur 215 Empfohlene Literatur 219 Personen-und Sachregister 222 Bildquellen 229

Vorwort

Als der Mensch anfing, seine ersten Steinwerkzeuge zu verbessern und mit Handgriffen und Stielen versah, begann er auch Vorrichtungen zum Bohren von Steinen zu bauen. Von den ersten Bohrvorrichtungen führt ein langer, aber direkter Weg zu den modernen, numerisch gesteuerten Werkzeugma­ schinen. Dieser Weg durch die Geschichte der Menschheit war nicht immer durch die jeweiligen technischen Möglichkeiten und Erfordernisse einer Epoche bestimmt. Oft ließen die politischen und gesellschaftlichen Verhält­ nisse bestimmte technische Entwicklungen nicht zu, obwohl das theoretische Wissen und auch die Möglichkeiten zur praktischen Umsetzung vorhanden gewesen wären. Andererseits konnte mancher kühne Entwurf nicht verwirk­ licht werden, weil die fertigungstechnischen Voraussetzungen nicht gegeben waren. Absicht des Buches ist es, diese Zusammenhänge zwischen Ereignis-Ge­ schichte und Technik-Geschichte am Beispiel der Entwicklung des Werk­ zeugmaschinenbaus aufzuzeigen. Dabei wird versucht, dem neuen Verständ­ nis von Technikgeschichte zu folgen und die Geschichte des Werkzeugma­ schinenbaus nicht als eine Ansammlung von Entwicklungslinien verschiede­ ner Zerspanungsverfahren zu verstehen, sondern als einen Prozeß, der von den Spannungen und Wechselwirkungen zwischen Politik, Wirtschaft und Technik bestimmt wird. Berücksichtigt werden dabei nur die wichtigsten Maschinen der spanenden Metallverarbeitung. Es sind dies heute nach wie vor Bohr-, Dreh-, Fräs-, Schleif-, Hobel-und Stoßmaschinen, wobei die beiden letzten Maschinenar­ ten immer mehr an Bedeutung verlieren. In der zeitlichen Abfolge bildet die Beschreibung der Bohr- und Drehapparate des mittelalterlichen Handwerks einen ersten Schwerpunkt. Ein zweiter Schwerpunkt, der den eigentlichen Hauptteil des Buches bildet, wird mit der Darstellung der Rolle der Werk­ zeugmaschinen innerhalb der industriellen Revolution gesetzt. Die Entwick­ lung in England, USA und Deutschland wird dabei getrennt betrachtet. Den dritten Schwerpunkt bildet die Entwicklung des Werkzeugmaschinenbaus seit der Jahrhundertwende. Hier beschränkt sich das Buch auf die Beschrei­ bung der technischen Entwicklungslinie. Die Zusammenhänge zwischen technischer, wirtschaftlicher und politischer Entwicklung sind für diesen Zeitraum noch nicht soweit erforscht, daß sie, in der hier notwendigen Kür­ ze, ausreichend genau und richtig zusammengefaßt werden könnten. Das Buch entstand im Rahmen einer Serie, die im Deutschen Museum für die Weiterbildung von betrieblichen Ausbildern und Hauptschullehrern mit 7

den Fächern Technik und Arbeitslehre erstellt wird. Es wendet sich aber auch an jeden historisch Interessierten, der Informationen Ober die Ge­ schichte der Fertigungstechniken erhalten möchte. Technische wie auch wirtschafts- und kulturgeschichtliche Inhalte galt es so darzustellen, daß sie für beide Adressatengruppen (Ausbilder und Leh­ rer) trotz deren unterschiedlicher Bildungsschwerpunkte gleichermaßen in­ formativ, verständlich aber auch lesenswert sind. So wurde beispielsweise auf spezielle Begriffe der einzelnen Fachgebiete verzichtet, die Abbildungen und Bildunterschriften bekamen eine hohe Bedeutung. Außerdem erhält das Buch einen ausführlichen dritten Teil, der weiterführende Literaturhinwei­ se, Anregungen für die Umsetzung, eine Zeittafel, eine Zusammenstellung der wichtigsten Fachbegriffe (sowohl technische als auch geschichtliche) so­ wie ausführliche Register enthält. Um das Material auch bei einem Besuch des Deutschen Museums verwen­ den zu können, sind in einem gesonderten Kapitel die wichtigsten Samm­ lungsgegenstände ausführlich beschrieben.

Zeittafel Die angegebenen Jahreszahlen für die verschiedenen Zeitalter (z. B. Altsteinzeit, Bronzezeit) sind Mittelwerte. In Vorderasien und Ägypten beginnen die einzelnen Epochen bedeutend früher als etwa in Europa. Werkzeuge aad WrrkTfUfairWi Vor über 1000000Jahren finden sich erste GerAte aus Stein Zeichen des Menschseins (Ostafrika) bis 80000 v.Chr. Ältere Altsteinzeit mit Faustkeilkuituren (Wald­ gebiete Westeuropas und Afrikas), Abschlagkultu­ ren (Nordeuropa) und Klingenkulturen (Mittel­ und Osteuropa, Asien)

bisca. 80000v. Chr. In der Altsteinzeit sind die Menschen Sammler und JAger

um 350000 v.Chr. Der Sinanthropus in Chi­ na gebraucht das Feuer Vor40000 v.Chr. Quirlbohrer um 20000 v. Chr. Schnurzugbohrer

80000 bis 8000v. Chr. Jüngere Altsteinzeit mit Klingenkulturen (Euro­ pa); Gebrauch von Mes­ sern und Schabern aus Stein. Herstellen von Steinwerkzeug durch Be­ hauen. Vorbereitung der Knochenwerkzeuge.

ab etwa 80000-10000v. Chr. Jagd großer Tiere in Gruppen

um4000v. Chr. Eiohren mit Fiedelbogen (Europa)

8000bis 3500v. Chr. Mittelsteinzeit mit mikrolithischen Klingen, Fein­ werkzeugen (z. B. NordRuBland). Einsatz von Pfeil und Bogen. Fertigen vonTongefABen. Erste Hütten und Pfahlbauten.

seit 8000-3500v.Chr. In der Mittelsteinzeit Jagd auf Kleinwild; in Vorder­ asien beginnt 8000bereits der Ackerbau, an anderen Stellen die Viehzucht.

um 3300 v. Chr. Töpferscheibe in Mesopo­ tamien

3500-2000v. Chr. Jungsteinzeit mit vielen gröBeren Steinwerkzeu­ gen (Stein geschliffen) RAderkarren, Töpfer­ scheibe.

3500-2000v.Chr. In der Jungsteinzeit be­ gegnet uns das ackerbauund viehzuchttreibende Bauerntum

9

Werkzeagemd Werkzeogmaschii

Aügeaieiae Tedndk

Wirtschaft, Gesellschaft, Politik

Einführung des Spinnens und Webens Ende 4. Jt. v. Chr. Pflug in Vorderasien um 2300 Bau von Pyramiden

2000bis 1800v. Chr. Kupferzeit. Schmuck, Werkzeuge und Waffen (z. B. Südost-Europa) 1800bis 750v. Chr. Bronzezeit. GerAte aus Bronze gegossen (Beginn in Mesopotamien bereits um 3000v. Chr., in Mittel­ europa um 1800 v. Chr.) 750v. Chr. Beginn der Eisenzeit in Europa (geschmiedete EisengegenstAnde). Beiden Hethitern (Kleinasien) Eisen bereits um 1300v. Chr.

um 2000 v. Chr. Mit dem Beginn der Kup­ fer- und Bronzezeit (in Vorderasien schon im 4. Jt. v. Chr.) kommt es zur Ausbildung des Handwer­ kertums; in Vorderasien bilden sich mit dem Be­ ginn der Metallzeit die er­ sten StAdte; es entwickelt sich die Schrift um 500 v. Chr. Demokratie in Griechen­ land

um 100 v. Chr. Schraubenpresse in Grie­ chenland 375-570 n. Chr. Völkerwanderung

8. Jh. Drehbank mit Schnurzug 10. Jh. Schleifstein für Handan­ trieb mit Kurbel 11. Jh. Drillbohrer mit Renn­ spindel

10

10. Jh. Pferdegeschirr mit Kum­ met in Europa 11. Jh. Wasserrad mit Daumen­ welle, um rotierende in hin- und hergehende Be­ wegung zu verwandeln 12. Jh. Windmühlen in Europa

9. Jh. Dreifelderwirtschaft

11.-12. Jh. Entstehung von StAdten und der Zünfte in Deutschland

Werkzeuge Md Werkzeugmasdiiuen

Aügeaetee Technik

Wirtschaft, Geseflschaft, Politik

13. Jh. Drechselbank mit Wippe für Fußantrieb

13.Jh. Hand-Spinnrad in Euro­ pa; Gewichtsräderuhr um 1320 Schießpulvergeschütz

13. /14. Jh. Blüte des städtischen Handwerks und der Hanse

14. Jh. Schleifstein mit Wasser­ radantrieb

1480 Entwurf einer Drehbank mit Kurbel und Schwung­ rad für Fußantrieb (Leo­ nardo da Vinci); Gewin­ debohrer mit Nuten (Leo­ nardo da Vinci) um 1500 Schraubstock in Nürnberg in Gebrauch 15. Jh. Waagrechtbohrwerke mit Wasserrad- und Tretrad­ antrieb; senkrechte Bohr­ maschinen für Wasserund Kanonenrohre mit Pferdegöpel und Wasser­ radantrieb; erste Gewin­ debohrer ohne Nuten; er­ ste Drehbank zum Gewin­ deschneiden mit festste­ hendem Stahlhalterund Werkstückvorschub über eine Patrone; Entwick­ lung und Verbreitung des Kurbelantriebs in Euro­ pa; Radantrieb an Dreh­ bänken 1561 «Künstlich dreherad», vermutlich mit support­ ähnlichem Laufdocken. (H. Spaichel), konnte sich nicht durchsetzen

14. Jh. Hochofenbetrieb zur Ei­ senerzeugung; Eisenguß im Abendland um 1445 Druck mit beweglichen Lettern in Europa (J. Gu­ tenberg)

1363 Nürnberg beherbergt 50 Handwerkergruppen mit 1217 Meistem 14. Jh. Gründung von Banken in Italien; Verlagswesen

1492 Chr. Kolumbus entdeckt Amerika (Cuba, Haiti)

um 1500 tragbare Uhr mit Feder­ antrieb

1517 Anfänge der Reformation 1519 Beginn der ersten Welt­ umsegelung (F. Magellan) 1525/27 Bauernkriege 1530 Trittspinnrad mit Flügel 1563. Beginn der Gegenrefor­ mation

11

Werkzeuge aad WerkzeegmascHaeB

1571 Entwurf einer Schrauben­ drehbank (J. Besson)

17. Jh. Wassergetriebene SchleifmOhlen; Gewinde­ schneidbleche für kleine Gewinde

1765 Zylinderbohrwerk mit Zahnradübersetzung zwi­ schen Wasserrad und Bohrer

12

ADgeneiiK Tecaalk

Wirtschaft, Gesellschaft, Politik

1568 Börse in London ge­ gründet 1609 Fernrohr 1654 Otto v. Guericke erfindet Luftpumpe und beweist 1661 das Arbeitsvermö­ gen des äußeren Luft­ druckes 1660 Versuche mit Kunst­ dünger 1673 Atmosphärische Schieß­ pulvermaschine (Chr. Huygens) 1690 Atmosphärische Ver­ suchsdampfmaschine (D. Papin)

1618-1648 Dreißigjähriger Krieg 17. Jh. Staatliche Förderung der Gewerbe und des Handels (Merkantilistisches Wirt­ schaftssystem)

1688 Freies Parlament in Eng­ land; Aufstieg Englands zur ersten Handels- und Kapitalmacht

17./18. Jh. Manufakturen (Arbeits­ teilung) 1711 Atmosphärische Balan­ cier-Dampfmaschine (Th. Newcomen) 1735 Erster SteinkohlenkoksHochofen in England; Anfinge bereits 1709 (A. Darby) 1742 Tiegelgußstahl (B. Huntsman) 1765 Direkt wirkende Nieder­ druck-Dampfmaschine mit vom Zylinder ge­ trenntem Kondensator (J. Watt); Patent 1769 1767 Spinnmaschine (J. Har­ greaves Spinning-Jenny)

Werkzeuge uad WerkzeagmaacMaea

1775 Zylinderbohrwerk mit doppelt gelagerter Bohr­ stange und selbsttätigem Werkzeugvorschub mit Schnecke und Zahnstange (J. Wilkinson)

1794 Kreuzsupport von H. Maudslay 1795 Hydraulische Presse (J. Bramah) 1797-1800 Ganzmetall-Drehbank mit selbsttätigem Vor­ schub (Maudslay); Plan­ drehbank mit Stufenge­ triebe; Drehbank mit Wechselndem; Meß­ schieber (Schieblehre) zur Feinmessung um 1800 Beginn des Austausch­ baus; Feillehren (USA)

1810 Erste Leitspindeldreh­ bank in Deutschland ver­ wendet 1812 Tiegelgußstahl für Werk­ zeuge (F. Krupp)

Allgemeine Teduik 1768 Verwendung von Gußei­ sen im Maschinenbau 1775 Antrieb der Spinnmaschi­ ne mit Wasserkraft (R. Arkwrights Waterfiiame)

1784 Puddelverfahren (H. Cort); doppelt wirkende Dampfmaschine von Watt 1785 Mechanischer Webstuhl (E. Cartwright); Aus­ tauschbau von Gewehr­ schlössern in Frankreich; 1799 auch in den USA 1787 Mechanisierung der Baumwollspinnerei mit Wattscher Dampfma­ schine

1776 UnabhflngigkeitserklfirungderUSA

Ende des 18. Jh. Beginn des Fabrikwesens in England

1789 Französische Revolution - Aufhebung der Leibei­ genschaft, Erklärung der allgemeinen Menschen­ rechte

1800-1815 Napoleonischer Imperia­ lismus in Europa

1807 Erstes Dampfschiff von R. Fulton 1811 Erste Versuche mit Stahl gußvonF. Krupp

1807 Aufhebung der Leibei­ genschaft in Preußen 1810 Gewerbefreiheit in Preußen

13

YVIHBCBMlg utMKBui, PoMtfk

1813 Freiheitskriege in Deutschland 1815 Wiener KongreB; Beginn der Restauration in Deutschland 1817 Tischhobelmaschine (England) 1818 Horizontalfräsmaschine (USA) ab 1820 Verwendung des Wendelbohrers zur Metallbear­ beitung (USA) 1829 Mikrometerschraube (Maudslay) 1839 Karusselldrehbank (J. G. Bodmer); Dampfhammer (J. Nasmyth) ab 1840 HohlguB von Maschinen­ körpern (J. Whitworth); Gewindenormung; Schnellrücklauf an Hobel­ und Stoßmaschinen; Mehrstahl- und Mehr­ schlittendrehbank 1845 Revolverkopf für acht Werkzeuge mit waagrech­ ter Achse (St. Fitch) 1848 Deutsche Ständerbohr­ maschine (A. Hamann) und Radialbohrmaschine (J. Mannhardt) um 1850 Einführung von MeBlehren; hinterdrehte Fräser (Brown & Sharpe)

14

1830 Erste Personendampfei­ senbahn der Erde, die Li­ nie Liverpool-Manche­ ster eröffnet (G. Ste­

1834 Deutscher Zollverein

phenson)

1841 Einheitliches Gewinde­ system für Schrauben (J. Whitworth)

1845 Nähmaschine (E. Howe) (Doppelsteppstich) 1848/49 Bürgerliche Revolution in Deutschland

Werkzeuge ud

1852 Kurbelzapfendrehbank mit umlaufenden Werk­ zeugen (USA) 1852 bis 1862 Hauptentwicklung der Revolverdrehbank

1861 U niversalfrflsmaschine (Brown & Sharpe); Mehr­ spindel-Drehbank

1871 Selbsttätige Spannvor­ richtung zum Spannen von Stangenmaterial (Rankhorst, USA) 1873 Automatische Revolver­ drehbank (Ch. M. Spencer) 1874 Universalrundschleifmaschine (Brown & Sharpe); Fräser-Schärf-Maschine

AHgeaeiBe Technik

1855/56 Stahlherstellung durch Windfrischen in der Bes­ semerbirne (H. Bes­ semer) 1859 Legierter Werkzeugstahl mit Wolframzusätzen (R. Mushet) 1864 Erschmelzen von Stahl aus Roheisen und Stahl­ schrott , sogenanntes Sie­ mens-Martin-Verfahren (Friedrich Siemens und P Martin) 1866 Dynamomaschine (Wer­ ner Siemens)

CTr» .

^9____

— _ -U_ _

nlnnuli utMKMii|

1861-65 Bürgerkrieg in den USA

1867 Karl Man: «Das Kapital» ab 1870 Bankgründungen, u. a. Deutsche und Dresdner Bank; Gründung von Ak­ tiengesellschaften; Ent­ stehung von Konzernen 1871 Gründung des Deutschen Reiches

1876 Viertaktmotor mit Ver­ dichtung (N. A. Otto)

15

Werkzeogeond WerkzeogoiMcNMO

Allgemeine Teckaik

Wirtadiaft, Grwlhrhaft, Politik

1877 Mehrspindeldrehautomat (Crave, USA)

1877 Patent auf Viertaktmotor mit Verdichtung (N. A. Otto)

1877 Deutsche Reichspatente 1878 Verbot der deutschen Sozialdemokraten (O. von Bismarck); 1890wieder aufgehoben

um 1880 Zusammenfassung der Leit- und Zugspindeldrehbank, Entwicklung derSchloBplatte 1880 Automatische Revolverdrehbank

1887 Kopierdrehautomat; Wälzfrüsmaschine zur Zahnradherstellung mit Stufenräderkasten 1890 Elektrischer Einzelantrieb 1891 Stufenlose Drehzahlrege­ lung mit Reibscheibe 1892 Nortongetriebe (Vor­ schubgetriebe)

16

1879 Stahl aus phosphorhaltigern Roheisen, Thomasverfahren (S. G. Thomas)

1880 Erste Glühlampe mit Schraubsockel (Th. A. Edison) 1882 Erstes elektrisches Kraft­ werk der Welt in New York (Th. A. Edison) 1883 Schnellaufender Benzinmotor (G. Daimler und W. Maybach) 1884 Überdruck-Dampfturbi­ ne (Ch. A. Parsons) 1885 Kraftwagen von C. Benz und G. Daimler 1885 Nahtlose Stahlrohre (R. und M. Mannesmann) 1889 Drehstrommotor (M. v. Dolivo-Dobrowolski); Bau des Eiffelturms (Stahlkonstruktion) (A. G. Eiffel)

1883/84 Sozialgesetzgebung in Deutschland (Krankenversicherungspflicht, Unfallpflichtversicherung)

1889 Rentenversicherung in Deutschland

Werkzeageud Werkzeugmaschinen

1897 Zahnradwälzstoßen

1900 Spitzenloses Rund­ schleifen 1906 Verbesserter, mit Vana­ dium legierter Schnell­ schnittstahl von F. W. Taylor vorgestellt 1908 Kopierfräsmaschine 1909 Wälzlager als Spindel­ stocklager

1913 Spindelstockmotor 1914 Hart metallische Schneid­ stoffe (USA)

1920 Dreieckverrippung des Maschinenbettes; allge­ mein Einführung von Wälzlager und Flansch­ motor 1923 Taktstraße zur Bearbei­ tung von Zylinderblöcken (England) ab 1923 Hydraulisches Getriebe 1924 PIV-Getriebe, 1930 erst­ mals in Werkzeugma­ schinen 1926 WIDIA-Hartmetall der Fa. Krupp

Allgemeine Technik

Wtartachafl, Geseßachaft, Politik

1893/97 Dieselmotor (R. Diesel) 1897 Funktelegrafie (G. Marconi) 1898/99 Lichtbogenöfen zur Stahl erzeugung (E. Stassano; P. Hiroult) 1903 erster Motorflug (O. und E. Wright

1912 Gewinnung von ChromNickelstahl in Deutsch­ land 1913 Fließband in der Seriener­ zeugung von Automobi­ len (H. Ford) 1915 Erstes Ganzmetallflug­ zeug (H. Junkers)

1914-1918 Weltkrieg

1917 Deutsche Industrienorm (DIN)

1924 Reichsausschuß für Ar­ beitszeitermittlung (REFA)

17

Werkzeuge und WerkzeugmaacW»

AUgeaeiM Technik

1928 Bau der ersten Fernseh­ röhre in USA

1931 Maschinenbett mit Dreieckquerschnitt (Fließspandrehbank); Ver­ gleichsversuche zwischen geschweißten und gegos­ senen Maschinenkörpem 1938 Oberflächengehfirtete Stahlschienen als Füh­ rungsbahnen 1939 Vorschubgetriebe ohne Nortonschwinge

1948 Ausbreitung des hydraulisehen Kopierdrehens ab 1950 Entwicklung des Baukastensystems 1955 Entwicklung der oxidkeramischen Schneidstoffe

18

1930 Beginn der Untersuchung zur dynamischen Steife von Maschinenbetten; stufenlose elektrische Steuerung

—- - BwinKaan, Politik

1927 Arbeitslosenversiche­ rungsgesetz in Deutsch­ land 1929 Weltweite Wirtschafts­ krise

1939 Erstes Düsenflugzeug (E. Heinkel); Entdeckung der Kernspaltung durch W. Hahn und F. Strass­ mann 1942 Femrakete A 4 (W. v. Braun) 1946 Elektronengesteuerte Großrechenanlage ENIAC(H. Mauchly und J.P. Eckert) 1948 Transistor (J. Bardeen, W. H. BrattainundW. Shockley)

1939-1945 Weltkrieg

1957 Erster künstlicher Erdsatellit (UdSSR)

1957 45-Stundenwoche in der Industrie

1949 Deutscher Gewerkschaftsbund (Einheitsgewerkschaft)

Allgemeine Technik

um 1960 Verwendung von Pro­ gramm- und numerisch gesteuerten Maschinen (Halbleitertechnik)

ab 1970 Steuerung über Mikro­ prozessoren

1961 Erster Weltraumflug eines Menschen (UdSSR) 1967 Bearbeitungszentren mit EDV 1970 Mikroprozessoren und Mikrocomputer

Wlrtachaft, GeaeDichaft, Politik

1973 40-Stundenwoche in Deutschland allgemein eingeführt

Bilderklärung s. S. 125.

Werkzeugmaschinen, historische Entwicklung und Bedeutung

Einleitung In den meisten Geschichtsbüchern wird die Dampfmaschine, die im frühen 18. Jahrhundert erfunden und dann bis zum Ende des gleichen Jahrhunderts zu einer wirtschaftlich arbeitenden Kraftmaschine weiterentwickelt wurde, als die Grundlage der industriellen Revolution des 19. Jahrhunderts und der Industriegesellschaft betrachtet. Untersucht man die geschichtliche Entwicklung des Dampfmaschinenbaus und der Industrialisierung etwas genauer, so wird man feststellen, daß die Industrielle Revolution - also die umwälzenden Veränderungen der Produk­ tionsmethoden und der gesellschaftlichen Verhältnisse im letzten Jahrhun­ dert - nur zu einem Teil durch den Bau und die Verwendung von Dampfma­ schinen vorangetrieben wurde. Die Dampfmaschine stellte zwar ein Vielfaches der Antriebsenergie der bis dahin bekannten Energiequellen der Wasser-, Wind- und Treträder be­ reit und machte die Produktion zudem von diesen natürlichen Kraftquellen unabhängig. Sie war aber dennoch nicht die alleinige Grundlage für die indu­ strielle Revolution. Einen zumindest genauso wichtigen Anteil an der Verän­ derung und Überwindung der handwerklichen Fertigungsverfahren sowie

der damaligen gesellschaftlichen Verhältnisse ist der Werkzeugmaschine zu­ zuschreiben. Erst durch grundlegende Verbesserungen an den seit dem Mittelalter fast unverändert gebliebenen Bohrmaschinen und Drehbänken sowie durch die Erfindung neuartiger Werkzeugmaschinen war es möglich, die für die Wei­ terentwicklung der Dampfmaschine notwendige Präzision zu erreichen und austauschbare Maschinenteile anzufertigen. Gerade die Austauschbarkeit von gleichartigen Maschinenteilen war neben der wirtschaftlichen Ener­ gieerzeugung die wichtigste Grundlage für den Aufbau einer Serien- und Massenproduktion. Denn erst als nicht mehr jedes Werkstück einzeln an sein Gegenstück angepaßt werden mußte, war es für die Betriebe möglich, zur Serien- und Massenproduktion, d. h. zur industriellen Produktionsweise überzugehen. Die Steigerung der Fertigungsgenauigkeit war eine wesentliche Vorausset­ zung für den Übergang von der handwerklichen zur industriellen Warenpro­ duktion. Diese Qualitätssteigerung war nicht nur Folge, sondern wesentliche Voraussetzung für den Bau von Dampfmaschinen. Neben den technischen 21

mußten allerdings auch die volks- und betriebswirtschaftlichen Vorausset­ zungen für eine industrielle Warenproduktion erfüllt sein. Das heißt, es muß­ te einerseits eine genügend große Nachfrage nach den produzierten Waren bestehen, andererseits mußten die Betriebe über ausreichend qualifizierte Arbeitskräfte und das nötige Kapital verfügen, um die erforderlichen be­ trieblichen Investitionen durchführen zu können. Wie sich der Werkzeugmaschinenbau im Spannungsfeld zwischen Tech­ nik, Wirtschaft und Gesellschaft entwickelt hat soll im folgenden dargestellt werden.

Muskel-, Wind- und Wasserkraft Von Theorie und Praxis

Als James Watt nach jahrelangen, systematischen Untersuchungen «Über

die Federkraft des Dampfes» (Watt 1822. Zitat nach Kerker 1975, S. 100) schließlich eine Dampfmaschine mit getrenntem Kondensator bauen lassen wollte, traten für ihn unerwartete Schwierigkeiten auf. Ihre Ursachen waren jedoch nicht Fehler in Watts theoretischen Überlegungen, wie man vielleicht annehmen könnte, sondern sie entstanden aus der Praxis. Bei Inbetriebnah­ me einer innerhalb von zwei Monaten gebauten ersten Versuchsmaschine zeigte sich, daß diese überall undicht war. Keiner der damaligen Handwerker Glasgows hatte einen Zylinder in der geforderten Größe ausbohren können, so war dieser aus Zinnblech gehämmert worden. Ein neuer Versuch, Zylin­ der und Kolben gießen zu lassen, schlug fehl; die mit größtmöglicher Sorgfalt gegossenen Werkstücke erwiesen sich als unbrauchbar, weil sie zu ungenau gearbeitet waren. Erst 1775 gelang es, einen ersten brauchbaren Zylinder herzustellen und damit das bereits 1769 zum Patent angemeldete theoretische Prinzip der direktwirkenden Dampfmaschine in die Praxis umzusetzen. Der Zylinder war auf einem eigens dafür konstruierten Zylinderbohrwerk hergestellt worden (s. Abb. 36). Die Schwierigkeiten beim Bau der Wattschen Dampfmaschine zeigen, daß die technische Verwirklichung eines theoretisch bereits gelösten Problems nämlich Wärme für mechanische Arbeit zu nutzen - zunächst an den ferti­ gungstechnischen Gegebenheiten scheiterte. Obwohl im 16. und 17. Jahrhundert viele bedeutende Entdeckungen und Erfindungen im Bereich der Naturwissenschaften und der Technik gemacht worden waren, hatten diese zunächst keinen Einfluß auf die handwerkliche Fertigungstechnik gehabt. Im Vergleich zu den bis dahin üblichen Kraft- und Arbeitsmaschinen aus Holz (z. B. Wasserräder und Spinnmaschinen) erfor­ derte der Bau der Wattschen Dampfmaschine eine bis dahin unbekannte

22

1: Älteste bekannte Darstellung einer Drehvorrichtung aus einem ägyptischen Grabrelief, 3. Jahrhundert v. Chr. Auf der nebenstehenden Prinzipskizze er­ kennt man einen Arbeiter, der mit einem Schnurtrieb das Werkstück in Drehung hält. während ein anderer den Handmei­ ßel ansetzt.

Präzisionsarbeit, die mit den damaligen Werkzeugmaschinen nicht zu errei­ chen war. Die Bemühungen, diesen Widerspruch zu lösen, führten zur Wei­ terentwicklung und schließlich zur Überwindung der traditionellen Ferti­

gungsverfahren. Die neuen Techniken bildeten wiederum neue Einsatzmög­ lichkeiten für Dampfmaschinen und trieben deren Entwicklung voran. Der hier beispielhaft dargestellte wechselseitige Zusammenhang zwischen verschiedenen Gebieten der Naturwissenschaften und der Technik bildet ein durchgängiges Merkmal der Technikgeschichte, das in den folgenden Kapi­ teln immer wieder in den Mittelpunkt der Ausführungen gestellt wird.

23

2: Bohrerund Bohrungen aus vorgeschichtlicher Zeit, a-d) Bohrungen in Stein; e,f) Bohrzapfen; g) Bronzebohrer, Troja; h) Bronzener Löffelbohrer, Bologna; i) Bronzener Löffelbohrer, Bologna; k) Eiserner Löffelbohrer; I) Bronzener Zentrumsbohrer; m) Bohrapparat mit Fiedelantrieb.

Spitzbohrer Zentrumsbohrer

3: Spanabnahme bei Spitzbohrer und Zentrumsbohrer.

24

Bohren in der Steinzeit Funde von gelochten Muscheln, Tierzähnen, Knochennadeln und Steinäxten Zeigen, daß das Bohren bereits um 10000 v. Chr. häufig angewendet wurde (Abb. 2). Der steinzeitliche Bohrer bestand jedoch nicht aus besonders hartem Ma­ terial (z. B. Feuerstein) wie die anderen damaligen Werkzeuge, sondern war aus hohlen Knochen gefertigt. Die eigentliche Schnittleistung erbrachten Sand- und Schmirgelkörner, die, an der Bohrstelle angehäuft, vom «Bohrer» auf das Werkstück gedrückt und hin und her bewegt wurden. Sie rieben das Loch in das Werkstück. Der Verschleiß des Bohrwerkzeuges war überra­ schend gering, wie eine Vorführung an der im Deutschen Museum ausge­ stellten Nachbildung zeigt. Hohle Bohrwerkzeuge hatten den entscheiden­ den Vorteil, daß bei gleicher Vorschubkraft, die durch ein auf den Bohrer wirkendes Gewicht erzeugt wurde, der Anpressdruck wesentlich höher war, da sich die Schnitt- bzw. Reibfläche auf einen Ringquerschnitt reduzierte. In der Bronzezeit, die - regional unterschiedlich - zwischen 3000 und 1500 v. Chr. begann, wurden vermutlich Spitzbohrer und Zentrumsbohrer (s. Abb. 2 und 3) entwickelt, die bis ins 19. Jahrhundert die meistverwendeten Bohrerarten blieben und auch heute noch in Bastelkästen Verwendung finden.

4: Indische Drechslerwerkstatt. Ende des 19. Jahrhunderts, dreidimensionales Schau­ bild. Bei einer Reihe von Völkern hat sich diese ursprüngliche Form der Drehbank, die der in Abbildung 1 dargestellten prinzipiell entspricht, jahrtausendelang erhalten.

25

Die ersten DrehbAnke Die Älteste, bekannte Darstellung einer «Drehbank» befindet sich auf einem Ägyptischen Grabrelief aus dem 3. Jh. v. Chr. (vgl. Abb. 1). Diese «Dreh­ bank» bestand aus zwei in den Boden getriebenen Pfosten zur Lagerung des Werkstückes. Eine parallel zur Werkstück-Drehachse angebrachte Stange diente als Auflage für das Werkzeug, das von Hand oder mit den Zehen geführt wurde. Das Werkstück wurde von einem Gehilfen in Drehung ver­ setzt, indem dieser eine um das Werkstück geschlungene Schnur rasch hin und her zog (s. Abb. 4). Erst Bohren, dann Drehen Die ErklArung, warum sich das Bohren vor dem Drehen als Fertigungsver­ fahren herausgebildet hatte, dürfte darin zu sehen sein, daB Bohrungen, vor allem bei der Herstellung von Waffen, zur Anbringung des Handgriffes, not­ wendig waren. WAhrend außen runde Körper mit genügender Genauigkeit in der Natur vorkamen oder sich von Hand schnitzen ließen, können Bohrun­ gen - vor allem bei harten Werkstoffen - nur hergestellt werden, wenn eine genügend große Schnittgeschwindigkeit erreicht wird. Hohe Drehzahlen sind jedoch durch Drehen mit der bloßen Hand nicht zu erreichen, so daß nach einer geeigneten mechanischen Vorrichtung gesucht werden mußte, die im Fiedelbogenantrieb gefunden wurde.

Werkzeugmaschinen bei Griechen und Römern Sowohl in der griechischen Antike (ca. 800-300 v. Chr.) als auch im Römi­ schen Reich (ca. 400 v. Chr.- 300 n. Chr.) wurden dann bereits wesentliche mechanische Elemente wie der Keil, der Hebel, die Welle und die Bewe­ gungsschraube angewandt und teilweise in ihren GesetzmAßigkeiten be­ schrieben. Eine Reihe technischer Erfindungen und Konstruktionen, bei de­ nen diese Erkenntnisse benutzt und in komplizierten Systemen verbunden wurden, sind uns überliefert. Allerdings befinden sich unter ihnen weder Kraft- noch Arbeitsmaschinen, so daß uns heute kaum gesicherte Erkennt­ nisse über die damaligen Produktionstechniken vorliegen. Das römische Weltreich zerfiel, ohne daß sein technisches Erbe direkt wei­ terentwickelt worden wAre. Erst aus dem Europa des SpAtmittelalters (12.— 14. Jahrhundert) ist uns eine Weiterentwicklung der handwerklichen Ferti­ gungsverfahren überliefert, wAhrend im Vorderen Orient und in Asien die aus dem Altertum bekannten Verfahren oft bis ins 20. Jahrhundert unverAndert im Einsatz blieben.

Landwirtschaft im Mittelalter Nach dem Zerfall des Römischen Reiches in den Jahren der Völkerwande­ rung (350-500 n. Chr.) verlagerte sich der kulturelle und politische Schwer­ punkt Europas vom Mittelmeerraum nach Norden. Man vermutet heute, 26

5: AntikesPferdegeschirr mit Hals- und Unterbrust­ gurt (sog. Jochgeschirr). Da der Halsgurt auf die Luftröhre des Pferdes drückt, ist die Zugkraft, die das Pferd mit diesem Geschirr erzielen kann, nur gering (oben). Das Pferd trägt das neue Geschirr, das Kummet. Bei diesem zieht das Tier mit Brust und Schultern. Die Zugleistung eines Pferdes erhöhte sich da­ mit (unten).

daß für diese Verlagerung technische Neuerungen im wichtigsten Produk­ tionsbereich der damaligen Zeit, der Landwirtschaft, ausschlaggebend waren: - die Entwicklung des schweren Pflugs mit Rädern und Pflugschar, der die Bearbeitung zäher und fruchtbarer Böden erlaubte; - die Entwicklung eines neuen Pferdegeschirrs - des Kummets das eine höhere Arbeitsleistung des Pferdes ermöglichte, so daß dieses schließlich den Ochsen als Zugtier in der Landwirtschaft verdrängte (s. Abb. 5); - das Ablösen der Zweifelder-Wirtschaft durch die Dreifelder-Wirtschaft. Dieser Wechsel wird als der größte Fortschritt in der Landwirtschaft des Mittelalters angesehen, da jetzt effektiv mehr Anbaufläche vorhanden war. Zudem verringerte die zusätzliche Frühjahrsaussaat die Gefahr von Mißernten und damit von Hungersnöten.

27

Vom Bauern zum Handwerker Die durchschlagende Bedeutung dieser neuen Einteilung des Landwirt­ schaftsjahrs wird darin deutlich, daß sich Karl der Große (768-814) veranlaßt gesehen hat, im Fränkischen Reich nach den Maßgaben der Dreifelder-Wirt­ schaft die Monatsnamen zu ändern. Die Zunahme der Felderträge hat die Lebensbedingungen der damals zu über 90% ländlichen Bevölkerung wesentlich verändert. Noch im frühen Mittelalter lag die landwirtschaftliche und handwerkliche Produktion in den­ selben Händen. Das Niveau der Fertigungsverfahren und der handwerkli­ chen Erzeugnisse war sehr niedrig. Dem Bauern war es nicht möglich, für die verschiedenen handwerklichen Arbeiten spezielle Werkzeuge anzufertigen. Mit der erreichten Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität konnte er jetzt einen größeren Teil der Arbeitszeit für die Produktion von Haus­ haltsgeräten und Werkzeugen verwenden. Außerdem ermöglichten die ver­ änderten wirtschaftlichen Verhältnisse, über eine bloße Existenzsicherung hinaus, einen Teil der Erzeugnisse in Form von verbesserten Werkzeugen und Geräten «vermögensbildend» anzulegen. Wegen der damit verbunde­ nen steigenden Nachfrage nach Geräten und Handwerkszeug konnten sich Teile der Landbevölkerung ganz auf die handwerklichen Arbeiten verlegen. Neben diesen volkswirtschaftlichen Veränderungen vollzogen sich zwischen dem 8. und 11. Jahrhundert auch gesellschaftliche Veränderungen von gera­ dezu revolutionärer Wirkung.

Das Rittertum Im Verlauf der ausgedehnten Eroberungskriege der fränkischen Könige und Herzöge bildete sich ein Berufesoldatentum -das Rittertum. Zur Sicherung des Lebensunterhalts und zur Finanzierung der Waffengänge wurde den Rit­ tern neugewonnenes Land als Lehen überlassen. Die von dieser Landrefonn betroffene Bevölkerung war ihren neuen Herren zu Naturalabgaben sowie zu Fron- und Kriegsdiensten verpflichtet. Viele Landbewohner entzogen sich den ständig wachsenden Lasten durch die Flucht in die Städte. Entstehung der Städte - Landflucht Städte entstanden vor allem an den Knotenpunkten des sich entwickelnden Wegesystems und an den Marktstätten, an denen die Überschüsse der ländli­

chen Produktion getauscht und gehandelt wurden. In den durch die Land­ flucht («Stadtluft macht frei») rasch wachsenden Städten war es den Hand­ werkern und Kaufleuten nicht möglich, sich im Notfall mit «Selbstangebau­ tem» zu versorgen. Sie waren jetzt ganz auf die Produktion und den Verkauf oder Tausch von Waren angewiesen. Dadurch vollzog sich in den Städten ein deutlicher Wandel in der Einstellung zur Technik.

28

Technik wird «salonfähig» Der teilweise bis ins 16. Jahrhundert hinein vertretenen Ansicht, daß die Beschäftigung mit «mechanica» ein Eingriff in die göttliche Natur sei, so daB der Ausdruck «Mechaniker» zuweilen sogar ein Schimpfwort war, wurde seit dem Mittelalter durch die städtische Entwicklung immer heftiger entgegen­ getreten. Technik und Mechanik galten in der Stadt bald als Hilfe für den Menschen, die ihn in seiner Unzulänglichkeit und auf seinem irdischen Weg zu Gott unterstützen konnten. Diese Auffassung war kennzeichnend für die in den Städten neu entstandene soziale Schicht - das Bürgertum.

Wippe, Kurbel, Antriebsrad

Wasser- und Windkraft Die ständig wachsende Bevölkerung und der beginnende Handel erhöhten die Nachfrage nach Erzeugnissen des Handwerks und erzwangen damit die wirtschaftliche Nutzung der natürlichen Energiequellen und deren mechani­ sche Umsetzung. Zunächst waren es die Wasserräder, die seit dem 11. Jahrhundert «zweckent­ fremdet» wurden. Während sie bisher nur zum Antrieb von Getreidemühlen dienten, setzte man sie jetzt unter Zwischenschaltung von Nockenwellen auch zum Antrieb von Schmiedehämmern und Sägen ein (s. Abb. 6). Im 12. Jahrhundert tritt das Bedürfnis nach Nutzung weiterer Energie­ quellen in den Vordergrund des technischen Bemühens. Vor allem im Flach­ land, wo die Flüsse zu träge fließen, um ein Rad kräftig genug anzutreiben, führte die Suche nach weiteren Energiequellen zur Einführung der Wind­ mühlen, die im Vorderen Orient bereits bekannt waren. Diese breiteten sich in Nordeuropa schnell aus und gehörten im 13. Jahrhundert zum Land­ schaftsbild.

Wippendrehbank Das Antriebsprinzip des Fiedelbogens war etwas abgewandelt und verbes­ sert beibehalten worden. Um auf einen Gehilfen zum Antreiben der Dreh­ bank verzichten zu können und trotzdem beide Hände für die Arbeit frei zu haben, befestigte man jetzt ein Ende der Antriebsschnur an ein Trittbrett und verband das andere Ende mit einer Feder. Die Feder bestand aus einer an einem Ende frei eingespannten wippenden Holzlatte, weshalb die so an­ getriebene Drehbank Wippendrehbank genannt wird. Man nimmt an, daß das englische Wort für Drehbank «Lathe» von dieser «Latte» abgeleitet wurde. In den Städten hatte sich zu dieser Zeit das Drechseln neben vielen ande­ ren Gewerben als eine eigenständige Zunft herausbilden können. Die aus dem Altertum bekannte Vorrichtung zum Bearbeiten drehsymmetrischer 29

6: Sägewerk, Skizze von Villard de Honnecourt, um 1245. Links oben ein Fluß (er müßte horizontal skizziert sein), der die Schaufeln eines Wasserrades treibt, auf dessen Welle eine mit Spitzen versehene Scheibe sitzt, um den zu sägenden Balken vorzu­ schieben. Die Welle hat außerdem vier Arme, die ein Hebelwerk niederdrücken. An diesem sitzt das Sägeblatt, das an seinem anderen Ende von einem federnden Baum nach oben gezogen wird.

Teile war so weit entwickelt worden, daß die Bezeichnung Drehbank von nun an zu Recht verwendet wurde (s. Abb. 7). Sie bestand jetzt aus einem Gestell, der Bank. Darauf waren zwei Holzpfosten mit feststehenden Metall­ spitzen zur Aufnahme des Werkstückes angebracht. Einer der Pfosten war in einer einfachen Längsnute in der Bank verschiebbar gelagert und bildete den Reitstock. Nach dem Einspannen des Werkstücks wurde dieser verkeilt. Kurbel Aber nach wie vor drehte sich das Werkstück hin und her, so daß das Werk­ zeug nach jeder Arbeitsumdrehung abgesetzt werden mußte, um den Rück­ lauf abzuwarten. Daß bei dieser Art und Weise des Drehens weder die Maßnoch die Formgenauigkeit besonders groß gewesen sein kann, ist leicht ein­ zusehen. Angesichts dieser Situation fragt man sich heute, warum kein Rad­ antrieb mit Kurbel benutzt wurde, um eine gleichgerichtete Drehbewegung zu erzeugen.

30

7: Drechsler an der Wip­ pendrehbank, um 1425. Die Wippe war eine Kon­ struktion, mit der der Drechsler selbst die Dreh­ bank mit dem Fuß antrei­ ben konnte. Der Rücklauf erfolgte über den federn­ den Wippenbaum. Wäh­ rend des Rücklaufs mußte das Werkzeug natürlich abgesetzt werden (Aqua­ rellierte Zeichnung). 1388 richtete der wohlha­ bende Nürnberger Bürger Conrad Mendel eine Stif­ tung ein, durch die jeweils zwölf arme, alte Hand­ werker versorgt wurden. Beim Eintritt in die Stif­ tung wurden die Hand­ werker bei ihrer Tätigkeit porträtiert. Die Mendelschen Haus­ bücher, in denen 799 Handwerker aus den Jah­ ren 1388-1791 bei ihrer Tätigkeit abgebildet sind, geben einen hervorragen­ den Einblick in die Ent­ wicklung der Werkstätten und Maschinen.

Tatsächlich setzt die Kurbel einen bestimmten Grad an Abstraktionsfähig­ keit im menschlichen Vorstellungsvermögen voraus. Unter den ersten Dar­ stellungen von Kurbeltrieben lassen einige deutlich erkennen, daß der Zeich­ ner den Bewegungsvorgang der Kurbel nicht verstanden hat (s. Abb. 8). Wenn auch verschiedene archäologische Funde vermuten lassen, daß im Römischen Reich bereits Drehbänke mit Rad- und Kurbelantrieb zum Me­ talldrehen verwendet wurden, so fehlen doch schriftliche oder bildliche Zeugnisse solcher Vorrichtungen, so daß angenommen werden darf, daß der Kurbelantrieb im ganzen Altertum unbekannt gewesen ist.

31

8: Skizze einer Bohrleier, um 1430. Der Zeichner hat das Prinzip der Kurbel of­ fensichtlich nicht verstanden.

rt,., T.U*

9: Raddreher der KandelgieBer, um 1425. Diese Ab­ bildung aus dem Hausbuch der Mendelschen 12-Brüder-Stiftung zeigt den Hilfsarbeiter, der mittels einer Kurbel das Werk­ stück in Drehung versetzt (Aquarellierte Zeich­ nung).

32

Einen gesicherten Platz innerhalb der technischen Hilfsmittel erhielt der Kurbelantrieb, obwohl beim Schleifstein bereits im 9. Jahrhundert verwen­ det, erst zu Beginn des 15. Jahrhunderts, als er als Antriebsprinzip für das Bohren und Drehen wiederentdeckt wurde (s. Abb. 9). Das von einem Ge­ hilfen gedrehte Rad, das zugleich als Schwungrad diente, war zu dieser Zeit noch direkt - ohne Übersetzung - mit der Spindel verbunden. Erst im 16. Jahrhundert wird der Riementrieb als Bauelement für Antrieb und Überset­

zung vom Spinnrad übernommen. Rennspindel und Bohrleier Neben dem Drehen war das Bohren das am häufigsten angewendete Zerspa­ nungsverfahren des Mittelalters. Gebohrt wurde bis zur Erfindung der Bohr­ leier (s. Abb. 10) im 15. Jahrhundert entweder mit dem Fiedelbogen oder mit der bereits von den Römern entwickelten Rennspindel (s. Abb. 11). Wie mit

Vi 10: Eine der ältesten Ab­ bildungen einer Brustleier (Zeichnung, 1505).

I

I

u 33

11: Fingerhuthersteller mit Rennspindel, um 1425. Eine Rennspindel, wie sie auch im Deutschen Museum in der histori­ schen Werkzeugmaschinen-Abteilung gezeigt wird, arbeitet nach fol­ gendem Prinzip: Der auf der Bohrerspindel ver­ schiebbare Druckbalken ist an seinen Enden durch Riemen mit dem Spindel­ kopfverbunden. Beim Aufwickeln des Riemens auf die Spindel wird der Druckbalken angehoben. Wird dieser wieder nach unten gedrückt, dreht sich die Spindel und der in ihr befestigte Bohrer. Eine Schwungscheibe an der Spindel speichert die zum Aufwickeln des Riemens notwendige Energie (Aquarellierte Zeichnung).

dem Fiedelbogenantrieb kann auch mit der Rennspindel nur eine wechseln­ de Drehbewegung erzeugt werden. Dieser Nachteil hätte durch die Verwen­ dung der Bohr- oder Brustleier, die um das Jahr 1400 von einem flämischen Zimmermann erfunden wurde, vermieden werden können. Trotzdem war die Verwendung von Bohrleiem bis ins 18. Jahrhundert nur bei den holzver­ arbeitenden Berufen üblich (s. Abb. 12). Schlosser und Schmied benutzten nach wie vor die Rennspindel und den Fiedelbogen. Wechselnde oder gleichgerichtete Drehbewegung? Warum der Kurbelantrieb, der den Sprung von der wechselnden zu der gleichgerichteten Drehbewegung brachte und dadurch zumindest theore­ tisch eine hundertprozentige Leistungssteigerung ermöglichte, im Mittelal­ ter nur innerhalb ganz bestimmter Gewerbe verwendet wurde, hat neben technisch-wirtschaftlichen auch gesellschaftlich-politische Gründe.

34

12: Werkzeuge für die Holzbearbeitung, die teil­ weise auch heute noch Verwendung finden (Kupferstich, um 1700). A Werkbank; B Verschie­ dene Hobel; C Verschie­ dene Meißel; D Winkel; F/G Meßwerkzeuge (Lehrmaß, Schublehre); H/l/K Verschiedene Boh­ rer; M/N/O Verschiedene Sägen; Q Schränkeisen zur Ausrichtung der Zäh­ nung von Sägeblättern; R Gehrdreieck.

Die Brustleier hätte für das Bohren von Metall keine wesentlichen Vor­ teile gebracht, da der damals übliche Spitzbohrer wegen seines negativen Spanwinkels nur schabend und nicht schneidend arbeitete. Auch bei gleich­ gerichteter Drehbewegung wäre die Schneidwirkung des Bohrers nicht ver­ bessert worden. Zum Bohren von Holz wurden keine Spitzbohrer, sondern Löffelbohrer und auch schon gewendelte Bohrer verwendet (s. Abb. 10). Bei diesen Boh­ rern, die wegen ihrer Spanwinkel das Holz schneiden konnten, brachte die mit der Brustleier mögliche gleichgerichtete Drehbewegung einen deutli­ chen Vorteil. Waren zuvor wegen des Hin und Hers des Bohrers nur kurze Späne angefallen, erzeugte der jetzt gleichmäßig vordringende Bohrer länge­ re, wendeiförmige Späne, die die Bohrung nicht so schnell verstopften und eine glattere Bohrung ermöglichten. Daß sich andererseits Rad- oder Kurbelantrieb beim Drechseln von Holz

35

©fr ÄanteigtcHer. 13: Drehbank mit Radan­ trieb. (Holzschnitt um 1568). Vers von Hans Sachs.

Zae 3»n macb icfj im Jeutuer fltcßti/ Xfyi Darnach in Die COMöc(giefjn/ Äan bei/gta fcfjcn/gr ofj vnD auclj fit in/ ¿Darauf? ju trintfm Q3ifr»nb'tßdn/ 6cf)fl|fd/QMattfn/!Xdiler/öer maß/ ed?rncf^anöd/eai?fa^ tmb &itßfaß/ ZtybücMtt/itucfatr vnb ecbü fleiring/ Sünt> fong ine tyuß faß mtyc bing.

SO iij

36

Ztr

nicht durchsetzen konnten, könnte darauf zurückzuführen sein, daB dieser Antrieb einen Gehilfen erforderte, der bezahlt werden mußte, wodurch der durch höhere Arbeitsleistung erwirtschaftete Gewinn wieder geschmälert worden wäre. Beim Metalldrehen hatte der Radantrieb jedoch einen entscheidenden Vorteil. Mit ihm wurden - vor allem bei Verwendung eines Riemenantriebs mit Übersetzung-bedeutend höhere Antriebskräfte übertragen und größere

Schnittgeschwindigkeiten erzielt. Dazu kam, daß durch die gleichmäßige

14: Deutscher Drehmeißelhalter, um 1480. Früheste bekannte Darstellung eines Drehmeißelhalters (Support) mit Gewindedrehmeißel. Der Drehmeißel, der bereits Freiwinkel und Spanwinkel an beiden Schneidflanken hatte, wurde mit einer Schraube auf dem lediglich quer zur Drehachse beweglichen hölzernen Werkzeugschlitten befe­ stigt. Der Support selbst wurde in der Drehbank verkeilt, so daß er keine Bewegung in Richtung der Drehachse ausführen konnte. Der abgebildete Support war wahrschein­ lich Bestandteil einer Patronendrehbank, bei der die zum Gewindeschneiden notwen­ dige Längsbewegung nicht vom Drehmeißel, sondern vom Werkstück ausgeführt wur­ de (vgl. auch Abb. 57) (Zeichnung um 1480).

37

Drehbewegung und die höheren Drehgeschwindigkeiten eine bessere Ober­ flächengüte zu erzielen war. Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil bestand darin, daß der Dreher sich voll auf die eigentliche Arbeit konzentrie­ ren konnte, da die Antriebsarbeit vom Gehilfen übernommen wurde. Der Ausschuß dürfte sich dadurch wesentlich verringert haben, was bei den teue­ ren, oft bereits vorbehandelten Werkstücken aus Metall sicher ein entschei­ dender Gesichtspunkt war (s. Vers von Hans Sachs bei Abb. 13).

Ein «künstlich dreherad» Das gesellschaftlich-politische Hindernis für die gewerbeübergreifende Aus­ dehnung des neuen Antriebs lag bei den Zünften. Diese achteten streng dar­ auf, daß keine Fertigungsmethoden von einem Gewerbe zum anderen über­ tragen wurden. So hatte z. B. ein Nürnberger Rotguß-Drechsler (d. h. ein Drechsler, der Kupfer und Messing verarbeitet), der 1561 ein «künstlich dre­ herad» (s. Klemm 1954, S. 148) erfunden hatte, dieses wieder zerstören müs-

15: Messerhenteller, um 1425 (Aquarellierte Zeichnung).

38

16: Schlosser am Schraub­ stock, 1528 (Aquarellierte Zeichnung).

sen, da er es an einen Goldschmied verkaufen wollte. Außerdem wurde er verpflichtet, keine zweite Maschine dieser Art zu bauen. Man nimmt heute an, daß dieses «dreherad» einen Support, also eine Spannvorrichtung für den Drehmeißel besaß (s. Abb. 14), der das Drehen ebenso vereinfacht hätte, wie zuvor die Erfindung des Schraubstockes (um 1500) die Arbeit des Schlossers erleichtert hatte. Dieser konnte jetzt die Feile mit beiden Händen führen, während er zuvor mit einer Hand das Werkstück an die Anlage anpressen mußte (s. Abb. 15 und 16). Auch der von Leonardo da Vinci entwickelte Fußantrieb mit Kurbel und Schwungrad konnte sich gegen Wippen- und Radantrieb nicht durchsetzen (vgl. Abb. 20 und 21).

39

ZAafle - Fortachritt ud Hemmnis Aufgaben der Zünfte Im Rahmen der beschriebenen Entwicklung des politischen und wirtschaftli­ chen Lebens der aufblühenden Städte hatte auch das Handwerk - von der Bedeutung seiner Leistungen überzeugt - nach Sicherung seiner Interessen verlangt. Um sich gegenüber Kirche, Adel und den Gilden der Kaufleute durchsetzen zu können, hatten sich die Handwerker in Zünften zusammen­ geschlossen. Neben der Interessensicherung nach außen hatten die Zünfte auch die Aufgabe, den Konkurrenzkampf innerhalb des Handwerks einzu­ schränken. Dazu bestimmte die Zunft Art, Qualität, Menge und den Preis der Ware, die ein Handwerksbetrieb herzustellen hatte. Durch die ebenfalls vorgeschriebene Spezialisierung der Handwerker wur­ de die Entwicklung von Spezialwerkzeugen, die den einzelnen Arbeitsvor­ gängen angepaßt waren, gefördert. Dies führte zunächst zu höherer Qualität der Waren und zu einer Steigerung der Arbeitsproduktivität. Mit der weite­ ren Entwicklung der Technik - vor allem im 14./15. Jahrhundert erwiesen sich die Zünfte, wie das Beispiel des Nürnberger Rotguß-Drechslers zeigt, immer mehr als eine die Entwicklung hemmende Organisationsform.

Hemmnisse und Mißstände Die wirtschaftlich stärksten und damit einflußreichsten Zunftmeister benutz­ ten die Zunftordnung vor allem dazu, ihre eigenen Interessen durchzusetzen. So wurden z. B. Meisterkandidaten nicht nach ihrem handwerklichen Kön­ nen, sondern nach ihren finanziellen Möglichkeiten beurteilt. Unter diesen Umständen war man an Vorrichtungen wie Radantrieb oder Support, die das Herstellungsverfahren vereinfacht hätten, nicht interessiert. Obwohl die Aufmerksamkeit der Zünfte oft nicht mehr auf die Erhöhung der Arbeitsproduktivität, sondern auf die Sicherung und den Ausbau der Privilegien ihrer Zunftmeister und die Ausnützung der Gesellen und Lehrlin­ ge gerichtet war und es teilweise zu extremen Auswüchsen kam, konnten sich die Zünfte und ihre «Ordnungen» bis ins 19. Jahrhundert als Organisations­ form des Handwerks behaupten. Geschützbohren Einen wichtigen Entwicklungsschub, der von den Zünften nicht aufzuhalten war, erfuhr die mittelalterliche Technik durch die Erfindung des Feuerge­ schützes im 14. Jahrhundert. Neben dem Bergbau und dem Hüttenwesen wurde davon vor allem der Bohrmaschinenbau beeinflußt. Durch die Fort­ schritte in der Hütten- und Gießtechnik konnten die aus geschmiedeten Seg­ mentstäben feuergeschweißten Geschützrohre (s. Schmidtchen 1977, S. 213 ff) durch über einen Kem gegossene Rohre abgelöst werden. Diese muß­ ten jedoch noch aufgebohrt werden; auf diese Weise konnte man «... alle 40

17: Der Antrieb dieser Bohrmaschinen erfolgte nach den gegebenen Möglichkeiten durch ein Wasserrad oder durch ein Tretrad, welches von Männern am inneren Rad­ umfang getreten werden mußte. Die lange Bohrstange wurde in einem Zwischenlager geführt. In beiden Fällen ist das Werkstück auf einem Schlitten befestigt. Der Vor­ schub erfolgt beim Geschützrohr (unten) durch Seile, die mit einer Haspel aufgewikkelt werden. Beim Baumstamm (oben) erfolgt er von Hand (Bohrmaschine für Baum­ stämme: Kupferstich, 1615; Bohrmaschine für Geschützrohre: Holzschnitt. 1540).

41

18: Bohrwerkzeuge zur Geschützrohrbohrmaschine (Holzschnitt, 1540).

Unreinlichkeiten und Hindernisse vollständig entfernen, gegen die die Kugel bei ihrem Fluge irgendwie stoßen kann» (s. Biringuccio 1549 dt. Fs. 1925, S. 375). Das Bohren der Geschützrohre erfolgte, wie später auch das Ausboh­ ren von Baumstämmen für die Wasserleitungen der Städte, in horizontal auf­ gebauten, stationären Bohrwerken (s. Abb. 17). Während beim Bohren von Wasserrohren Löffelbohrer verwendet wur­ den, waren beim Bohren der hohlgegossenen Kanonenrohre Bohrer üblich, die eine überraschende Ähnlichkeit mit modernen Messertöpfen und Reib­

ahlen haben (s. Abb. 18). Der bereits oben zitierte italienische Kanonen-

19: Leonardo da Vinci(1452 bis 1519), bekannt als Künstler und Inge­ nieur, war zugleich auch Naturfor­ scher. Er verkörpert die Universali­ tät des Renaissancemenschen. Als Naturforscher untersuchte er u. a. den Vogelflug; er konstruierte Gerä­ te und Maschinen, die seiner Zeit weit voraus waren (z. B. einen Fall­ schirm, eine Drehbank mit Tretkur­ belantrieb und Schwungrad für konti­ nuierliche Drehbewegung, ein Walz­ werk zum konischen Walzen) (Rötel­ zeichnung, um 1500).

42

20: Drehbank mit Fußantrieb von Leonardo da Vinci, die sich jedoch nicht durchsetzen konnte. Jedenfalls liegen bis zur Mitte des 19. Jahrhun­ derts nur vereinzelt weitere Abbil­ dungen dieser Antriebsart vor. Erst mit der Entwicklung von leichten Drehbänken aus Metall wird auf die­ se Antriebsmöglichkeit in abgeän­ derter Form vermehrt zurückgegrif­ fen (vgl. Abb. 21) (Zeichnung, um 1480/82).

hersteiler hält den Geschützbohrer mit dem hölzernen Schaft und auswech­ selbaren gehärteten Stahlmessern für besonders geeignet. Die einzelnen Messer seien besser zu härten und zu schleifen als die schweren Ganzmetall­ bohrer. Die erreichte Maßgenauigkeit mußte bei der Länge der Bohrer und der Art der Bohrerlagerung recht gering bleiben. Da auch das Gießen der Ge­

21: Kleine Drehbank mit Fußantrieb und Kurbel der Firma Wagner & Co., 1867.

43

schützrohre große Schwierigkeiten bereitete und häufig mißlang, ging man teilweise dazu über, die Geschützrohre aus dem vollen Material zu bohren (s. Springer 1941, S. 35 ff). An Stelle der nur am Umfang schabenden Bohrer wurden dazu Spitzboh­ rer verwendet, und die Maschine wurde, wie von Leonardo da Vinci (s. Abb. 19) bereits für das Wasserrohrbohren vorgeschlagen, senkrecht aufgebaut (s. Abb. 22).

Passigdrehen Die Drehbänke hatten teilweise komplizierte Vorrichtungen zum Passigdre­ hen (s. Abb. 24). Sie waren damit zwar für den kunst handwerklichen Bedarf optimal ausge­ stattet, im Rahmen ihrer technischen Gesamtentwicklung jedoch in eine Sackgasse geraten, aus der der Drehmaschinenbau erst durch die Anforde­ rungen des Dampfmaschinenbaus zu Beginn des 19. Jahrhunderts herausfin­ den konnte. Die Entwicklungslinien der Fertigungsverfahren Bohren und Drehen liefen in dieser Zeit auseinander. Während das Bohren in die allgemeine Entwick-

22: Leonardo da Vinci ent­ warf um 1500 diese senkrecht aufgebaute Bohrmaschine zum Bohren von Holzrohren. Um eine selbsttätige Spanab­ fuhr zu erzielen, schlug er vor, von unten nach oben zu boh­ ren. Dadurch brauchte die Maschine zum Entfernen der Späne weder gestoppt noch der Bohrer aus der Bohrung gezogen zu werden. Ein Au­ ßengewinde auf der Bohr­ stange, die in einem Lager und einer Patrone geführt werden sollte, erzeugte den notwendigen Vorschub.

44

23: Antwerpen am Anfang des 16. Jahrhunderts; zu dieser Zeit eine der reichsten Handelsstädte Europas mit einer das Stadtbild beherrschenden siebenschiffigen, spät­ gotischen Kathedrale. Das technische Prinzip der Gotik verwendete statt durchgehender Mauern eine Rei­ he von Pfeilern mit Strebebögen, die das volle Gewicht der Kirchengewölbe trugen. Der Bau von Gewölben mit einer Höhe von oft mehr als 35 Metern war, da die Gesetze der Statik noch unbekannt waren, eine erstaunliche architektonische Leistung. Wirt­ schaftlich gesehen läßt sich der Kathedralbau mit dem Bau der Pyramiden vergleichen. Hier wie dort floß praktisch der gesamte Ertrag einer Gemeinschaft in den Monumen­ talbau. Die ganze Stadt lebte von diesem Bauvorhaben. Alle, Handwerker wie Kauf­ leute, machten Geschäfte mit denen, die an der Kathedrale arbeiteten.

lung der Technik eingebunden war und durch die Spannung zwischen den Anforderungen der Produkte (z. B. Wasser- und Kanonenrohre) und den Möglichkeiten des Maschinenbaus wesentliche Impulse erhielt, hatte sich das Drehen zu großen Teilen von der allgemeinen technologischen Entwick­ lung gelöst und wurde mehr als Kunsthandwerk betrieben.

Weltbild nnd Stadtbild Verbindet man die geschilderte technische Entwicklung mit den gesell­ schaftspolitischen Gegebenheiten und Randbedingungen, so läßt sich für den Zeitraum des Mittelalters zusammenfassend feststellen: Im frühen Mittelalter waren landwirtschaftliche und handwerkliche Pro­ duktion nicht getrennt. Der Produktivitätszuwachs in der Landwirtschaft förderte im Hochmittelalter die Bildung und das Wachstum der Städte. De­ ren zunehmende politische Bedeutung stärkte das Selbstbewußtsein des neu

45

24: Passigdrehen auf der Wippendrehbank, um 1560. Passigdrehen war eine be­ liebte Freizeitbeschäftigung des Adels und wurde auch am Hofe Kaiser Ma­ ximilians I. gepflegt. Bei der abgebildeten Passigdrehbank wurde das 2-teilige Drehwerkzeug mit dem Führungshaken im Schlitz der obenliegenden Schablone geführt. Zum Drehen der abgebil­ deten Wülste wurde der Schablonenbalken wäh­ rend des Drehens über die beiden links und rechts angebrachten elliptischen Scheiben gehoben und ge­ senkt. Es ist fraglich, ob diese Maschine gebaut wurde. Wahrscheinlich handelt es sich um eine Phantasiekonstruktion J. Bessons (Kupferstich, 1578).

entstehenden Bürgertums und bildete die Grundlage neuer Ideen und eines sich verändernden Weltbilds. Ihre wirtschaftliche Bedeutung nutzten die Städte schließlich, um sich aus der politischen Abhängigkeit der weltlichen und kirchlichen Fürsten zu befreien. Auch die Wissenschaft begann, sich von den kirchlichen Bevormundungen zu lösen. Man erkannte die Technik als ein Hilfsmittel, das das menschliche Leben und die Arbeit erleichtert. Die in dieser Zeit geschaffenen Bauwerke der Gotik, wie der Kölner Dom und die Kathedrale von Antwerpen, sollten nicht nur der Verehrung Gottes dienen, sondern sie sollten darüber hinaus auch die weltliche, technische und künstlerische Macht der Städte demonstrieren (s. Abb. 23).

46

WeMMd und Teduik in Umbrach

Die Renaissance Der bereits für das Hochmittelalter feststellbare Wandel in der Einstellung des Menschen zur Natur und Technik setzte sich im 15. Jahrhundert verstärkt fort. Entscheidende Impulse setzte dabei die Epoche der Renaissance, die von Italien aus mit ihren Ideen und Werten ganz Europa beeinflußte. Hatte die mittelalterliche Kirche Weltvemeinung, Demut und Gehorsam gepredigt und den Menschen als Werkzeug Gottes betrachtet, so vertraute die Weltan­ schauung der Renaissance der schöpferischen Persönlichkeit des Menschen. Sie bejahte das Weltliche und verteidigte das Recht auf kritische Forschung. Sie förderte den Sinn für die Natur und drängte danach, deren Gesetze zu ergründen und für den Menschen nutzbar zu machen. Diese geradezu revolu­ tionäre Veränderung der Weltanschauung verlief unter starker Anlehnung an das wissenschaftliche, politische und künstlerische Erbe der Antike, de­ ren Erforschung mit Leidenschaft betrieben wurde. Die «Wiedergeburt» (Renaissance) der Antike hat dieser sowohl politisch wie wissenschaftlich und künstlerisch stürmischen Epoche ihren Namen gegeben. Große Künstler wie Leonardo da Vinci, Michelangelo und Albrecht Dürer wurden von die­ sem Zeitgeist geprägt und schufen Werke, die zuvor undenkbar gewesen wä­ ren. Das anschließende 16. Jahrhundert war dann durch noch radikalere Umbrüche in allen bis dahin geltenden Regeln und Maßstäben gekennzeich­ net. Dies hatte mehrere Ursachen. Reformation, Erfindungen, Entdeckungen Die großen geographischen Entdeckungen - Amerika wurde 1492 durch Christoph Kolumbus entdeckt, Vasco da Gama fand 1497-1498 den Seeweg nach Indien, und unter Leitung Fernando Magellans glückte 1515-1522 die erste Weltumsegelung - brachten die Grenzen des bis dahin gültigen Weltbil­ des ins Wanken. Schließlich führten die wissenschaftlichen Arbeiten von Ni­ colaus Copemicus bis Galileo Galilei, die Reformationsbewegungen (Jo­ hann Calvin, Martin Luther) sowie andere Veränderungen politischer und kulturgeschichtlicher Art zu grundsätzlichen Umbrüchen im gesamten Weltund Gesellschaftsbild. Beschleunigt wurden diese Prozesse durch das bereits um 1445 von Johann Gutenberg erfundene Verfahren des Buchdrucks mit beweglichen Lettern. War bis dahin die Theologie als Wächter über alles Tun und Handeln be­ trachtet worden, so mehrten sich besonders in der Renaissance die Forderun­ gen nach einer von der Kirche unabhängigen Wissenschaft. Stellvertretend für viele Wissenschaftler ihrer Zeit, die sich die Erforschung der Natur zur Aufgabe stellten und dabei schwer um die Überwindung von kirchlichen Vorurteilen kämpfen mußten, sei hier auf Galilei verwiesen (s. Abb. 25), bei dem die Verknüpfung von neuer Wissenschaft und neuem technischen Den47

25: Galileo Galilei (1564 bis 1642) gilt als der Begründer der neu­ zeitlichen Physik im Sinne einer Bewegungslehre, die vom mathe­ matischen Gedankenbild ausgeht und die den Versuch zur Über­ prüfung der Theorie heranzieht. Er fand u. a. die Gesetze des freien Falls und benützte als er­ ster ein selbstgebautes Fernrohr für die Himmelsbeobachtung. Er trat wiederholt für das kopemikanische Weltsystem ein, das die Sonne und nicht die Erde zum Mittelpunkt des Planetensystems erklärte. 1633 wurde er von der Kirche unter Androhung der Fol­ ter zum Widerruf dieser Auffas­ sung gezwungen (siehe auch das Schauspiel von Bert Brecht «Ga­ lileo Galilei»!) (Kupferstich, um 1600).

ken besonders deutlich wird. Auch in den alltäglichen Bereichen des Handels und des Gewerbes wirkte die Reformation und aktivierte neue Kräfte. Wa­ ren zuvor, entsprechend den Lehren von Augustinus und der mittelalterli­ chen Theologie, Reichtum und Macht bzw. Armut und Ohnmacht als ein von Gott gegebenes Schicksal begriffen worden, das, demütig ertragen, im Jen­ seits eine gerechte Belohnung erfahren würde, so erlaubte der reformierte Glaube ein erfolgsorientiertes Leben. Jetzt konnte irdischer Erfolg als eine Belohnung für ein Gott wohlgefälliges Leben betrachtet werden. Der Sinn des Lebens war damit weniger ausschließlich auf das Jenseits ausgerichtet. Für das in den Städten zum Wohlstand gekommene Bürgertum war dies eine wichtige Voraussetzung, sozusagen die ideologische «Rückendeckung», um den allmählich erworbenen Reichtum als Kapital anlegen zu können, woraus sich entscheidende Impulse für den Umbruch der Wirtschaftsordnung er­ gaben.

Entstehung eines weltweiten Handels Von noch größerer Bedeutung für die Wirtschaftsstruktur Europas war der sich im 16. Jahrhundert infolge der geographischen Entdeckungen weltweit ausdehnende Handel. Viele Handelswege verlagerten sich und ehemals blü­ hende Handelsstädte verloren ihre wirtschaftliche und politische Bedeutung. Zentren des Welthandels wurden Länder wie Portugal, England und die Nie-

48

derlande. Mit der wirtschaftlichen Bedeutung verlagerten sich auch die Zen­ tren der Kultur und des technischen Fortschritts. Während die Zünfte in den vom wirtschaftlichen Niedergang betroffenen Städten durch weitere Verschärfungen der Zunftvorschriften und Ausbeu­ tung der Gesellen und Lehrlinge ihre Konkurrenzfähigkeit zu erhalten ver­ suchten, verlangte die Nachfrageerhöhung nach gewerblichen Gütern das genaue Gegenteil: die Rationalisierung der gewerblichen Produktion. Manufakturen Nicht mehr eingeengt von konservativen zünftischen Wertvorstellungen und statt dessen orientiert an den Bedürfnissen und Möglichkeiten eines weltwei­ ten Handels, erkannte mancher Kaufmann seine Chancen innerhalb dieser Entwicklung des Handwerks. Immer häufiger gingen die Kaufleute dazu über, ihren erworbenen Reichtum in eigenen Werkstätten außerhalb der Städte, also außerhalb des Geltungs- und Machtbereichs der Zünfte, zu inve­ stieren. Entgegen den geltenden Zunftordnungen konnten hier große Werk­ stätten - sogenannte Manufakturen - gegründet werden. In diesen arbeiteten Handwerker aus mehreren Gewerben zur Herstellung eines gemeinsamen Produktes zusammen. Dazu kam, daß viele fortschrittliche Handwerker, die sich dem Zunftzwang nicht beugen wollten, vielfach von den adeligen Landesherm ermuntert, auf das Land zogen und hier als Land- oder Freimeister begannen, ein Dorfhandwerk aufzubauen.

26: Ziehen von Eisendraht mit Wasserkraft. Der Arbeiter sitzt auf einer Schaukel. Die Zange, mit der er den Draht durch das Zieheisen zieht, wird mittels eines Gurtes durch die gekröpfte Welle des Wasserrades im Wechselspiel nach hinten gezogen und wieder freigegeben (Holzschnitt, 1540).

49

Verlagswesen Zugleich entwickelte sich im Textilgewerbe eine neue, ebenfalls nicht zünftisch organisierte Form der Warenproduktion - das Verlagswesen. Dabei übernahmen die Verleger, meist reiche Kaufleute, die Möglichkeiten zur Anlage ihrer angehäuften Geldmittel suchten, die Beschaffung der Rohstof­ fe sowie den Absatz der Fertigprodukte, während die eigentliche Arbeit (z. B. das Weben) in ländlicher Heim- und Nebenarbeit erfolgte. «Die Armuth und Verkommenheit weiter Kreise des Handwerks einerseits, das Bedürfniss eines schwunghafteren kaufmännischen Betriebs und die Macht des Kapitalbesitzes andererseits drängten zu solch hausindustriellem Betrieb, wobei ein grösserer Meister oder ein Kaufmann eine Anzahl kleiner Meister verlegte» (s. Schmoller 1879, S. 549). Die beginnende Verlagerung der Produktion aus den Städten auf das Land hatte jedoch nicht nur machtpolitische, sondern auch technische Ursachen. Menschliche und tierische Muskelkraft reichten in den vergrößerten Werk­ stätten und bei neuen Fertigungsverfahren nicht mehr aus, um den gestiege­ nen Energiebedarf zu decken (vgl. Abb. 17 und 26). Wasser- und Windmüh­ len wurden zu den wichtigsten Energiequellen, zu deren Anwendung die Städte jedoch die geringsten Voraussetzungen boten. Der Schwerpunkt des technischen Fortschritts verlagerte sich also in im­ mer mehr gewerblichen Bereichen auf das Land, wo sich - fern von zünftischen Vorschriften - Entwicklungs- und Entfaltungsmöglichkeiten anboten. Hatte im frühen Mittelalter eine deutliche Bevölkerungsbewegung vom Land in die Städte stattgefunden, so führte die veränderte wirtschaftliche Interessenlage zu einer Umkehrung dieser Bewegung.

Vom Eben xm Stahl

Mit der Erfindung von Geschützen stieg die Bedeutung des Kupfers und des Eisens in der Kriegstechnik. Waren die Montangewerbe zuvor häufig in bäu­ erlicher Nebenarbeit betrieben worden, so entwickelten sie sich im 15. und 16. Jahrhundert zu den wichtigsten Investitionsbereichen für spekulierende Kaufleute. Die technischen Anlagen der Hüttenbetriebe, wie Pumpen, Bla­ sebälge, Fördereinrichtungen usw. wurden modernisiert. Bei der Eisener­ zeugung wurden Rennfeuer (s. Abb. 27) und Stückofen (s. Abb. 28) durch den Hochofen ersetzt. Der Hochofen Der Hochofen hatte sich etwa in der Mitte des 14. Jahrhunderts mit der ver­ besserten Winderzeugung aus dem Stückofen entwickelt. Die Winderzeu­ gung, d. h. die Zufuhr der zur besseren Verbrennung der Holzkohle notwen­ digen Luft, erfolgte durch große Blasebälge, die zunächst von Hand und 50

27: Meister und Gesellen bej verschiedenen Tätig­ keiten am Rennfeuer. Oben der Herd (A), auf dem der brennende Be­ schickungshaufen (B) zu sehen ist. Bei (C) ist der Schlackenabfluß. Der Meister reguliert mit der linken Hand übereine Stange die Windzufuhr aus den Blasebälgen. Zum Schutz gegen Hitze und Gase hat er ein Tuch vor Mund und Nase ge­ bunden. Die Luppe (D) wird gerade mit Holzhäm­ mern (E) bearbeitet. Im Vordergrund steht ein Amboß mit Zangen und Hammer, davor liegt ein Haufen geschmiedeter Ei senstücke. Ein solches Stück wird gerade unter dem großen Eisenham­ mer (F) auf dem Amboß (G) ausgeschmiedet (Holzschnitt, 1556).

dann von Treträdern und Pferdegöpeln und schließlich von Wasserrädern angetrieben wurden. Mit der Verbesserung der Winderzeugung wuchs die Größe des Stückofens, und die in ihm erzeugten Temperaturen stiegen. Schließlich erreichte man den Schmelzpunkt des Eisens (ca. 1550° C) und entwickelte nach und nach den Hochofen. Diese Entwicklung des Hochofens ist ein interessantes Beispiel dafür, wie der neue wirkliche Wert einer Erfin­ dung zunächst unentdeckt bleibt und oft erst Jahrzehnte später in seiner we­ sentlichen Bedeutung erkannt wird. «So hat man anfänglich das flüssig ablaufende Eisen einfach mit der Schlacke auf die Halde gegossen. Man hielt es für verdorben, weil es wegen des beim Schmelzen aufgenommenen Kohlenstoffgehalts spröde, un51

28: Die Arbeit am Stück­ oder Schachtofen. Im Hintergrund steht der Ofen (A), der eben von oben beschickt wird. Da­ vor ist ein rundes Loch, der Sumpf, in den die Schlacke abflieBen kann. Die Blasebälge für die Windzufuhr sind hier nicht zu sehen, sie befin­ den sich hinter dem Ofen. In der Mitte der Abbil­ dung liegen zwei Holz­ hämmer, dahinter Teile der Luppe. Diese wurde mit dem Setzeisen (links in der Abb. zu sehen) zer­ schlagen. Rechts sieht man einen Mann beim Erzschaufeln (C), davor liegen die Holzkohlen (D). Der Meister macht offensichtlich eine Pause und ist mit seinem Gesel­ len bei der Brotzeit (Holz­ schnitt, 1556).

schmiedbar und unhärtbar war» (s. v. Halem 1935, S. 5). Statt dessen verwer­ tete man wie beim Stückofen nur das Eisen, welches wegen seines geringeren Kohlenstoffgehaltes erst bei höheren Temperaturen als das Roheisen zu schmelzen begann und noch als teigiger Klumpen (Stück oder Luppen) aus dem Ofen geholt wurde. Schmiedeeisen Das Eisen-Kohlenstoff-Gefüge der Luppen war äußerst unterschiedlich. Wo der Gebläsewind den Eisenklumpen getroffen hatte, war das Eisen entkohlt und weich, während der Kem hart blieb. Durch Zerstückeln der Luppe und nochmaliges Schmelzen und Ausschmieden der Teilstücke konnte der Koh-

52

29: Meister und Gesellen beim Stahlfrischen im Frischfeuer. Der Meister arbeitet am Ofen (A). Die riesigen Blasebälge (B) versorgen das Feuer mit genügend Wind, um es möglichst heiß zu bekom­ men. Links im Vorder­ grund sieht man den von einem Wasserrad ange­ triebenen Hammer (D), mit dem die glühenden Stücke geschmiedet und dann direkt im Wasser (E) abgeschreckt werden (Holzschnitt, 1556).

lenstoffgehalt weiter gesenkt und gleichmäßiger verteilt werden, wobei gleichzeitig zumindest die gröberen Schlackeneinschlüsse weitgehend besei­ tigt wurden. Je nachdem, wie oft dieser zeit- und kohlefressende Vorgang wiederholt wurde, konnte entsprechend reines und weiches Schmiedeeisen hergestellt werden. Schmiedeeisen wurde zur Fertigung von Geräten ver­ wendet, die nicht gehärtet zu sein brauchten. Neue Stahlsorten: Holzkohlen-, Schweiß- und Schwertstahl Zur Herstellung von härtbarem Stahl für Waffen und Werkzeuge mußte der Kohlenstoffgehalt des Schmiedeeisens wieder erhöht werden. Dazu wurden

53

die Luppen stark zerkleinert, in Holzkohle eingepackt und nochmals ge­ schmolzen. Durch Diffusion von Kohlenstoff stieg der Kohlenstoffgehalt des Schmiedeeisens so weit an, daß härtbarer Stahl, sogenannter Holzkohlen­ stahl entstand. Allmählich erkannte man jedoch, daß sich auch das flüssig ablaufende Roheisen mit seinem hohen Kohlenstoffgehalt von ca. 4 Prozent durch eine Nachbehandlung in Schmiedeeisen oder Stahl verwandeln ließ. Diese Nach­ behandlung, das Stahlfrischen, bestand darin, das Roheisen bei starker Windzufuhr nochmals einzuschmelzen, so daß der Luftsauerstoff dem Eisen den Kohlenstoff entzog und verbrannte (s. Abb. 29). Dieser Stahl wurde als Schweißstahl gehandelt. Frflhzeit des Lohnarbeitertums Mit der kapitalistischen Wirtschaftsweise im Bergbau entstand zugleich das Lohnarbeitertum. Man schätzt, daß bereits zu Beginn des 16. Jahrhunderts in den Montangewerben Deutschlands ca. 100000 Arbeiter lohnabhängig be­ schäftigt waren. In Bergwerksgebieten (Tirol, Steiermark, Sachsen, Erzge­ birge) konzentriert, bildeten sie eine neue soziale Schicht von besitzlosen Tagelöhnern, die bereits wesentliche Züge des späteren Industrieproletariats aufwies. Die Verlagerung der wichtigsten Gewerbezweige in ländliche Ge­ biete führte zusammen mit dem Bevölkerungswachstum zu einer allgemein «... starken Preissteigerung bei Getreide und Vieh, während die Löhne zu-

30: Preisentwick­ lung im 16. Jahr­ hundert am Bei­ spiel Göttingen.

54

31: Ritter überfallen und plündern ein Dorf. Die Bauern waren zu Beginn des 16Jahrhunderts, nachdem sie bereits mehrmals vergeblich versucht hatten, sich gegen die Unterdrückung zu erheben, zum Freiwild der Edelleute geworden (Holzschnitt, um 1500). Ein Spottlied jener Zeit gibt Edelleuten folgende Ratschläge:

«Willst Du Dich ernähren, Du junger Edelmann, so folg Du meinen Lehren, sitz auf und trab zum Bann, Halt Dich an den Wald heran I Wenn der Bau'r ins Holze fährt, so renn' ihn tapfer an. Erwisch ihn bei dem Kragen, erfreu' das Herze Dein, und nimm Dir, was sie haben, spann aus die Pferd lein fein. Sei frisch und auch unverzagtl Wenn er keinen Pfennig hat, reiß' ihm die Gurgel ab» (Venohr/Kabermann 1978, S. 36). rückblieben» (s. Treue 1974, S. 33), (Abb. 30). Wirtschaftskrise und Geld­ entwertung wirkten sich in den süddeutschen Gebieten am stärksten aus. Hier war der nutzbare Boden infolge der Erbgesetze bereits vielfach aufge­ teilt, so daß der durchschnittliche Grundbesitz der Feudalherren, der Ritter und der Bauern bescheiden war. Ein weiteres Absinken ihres im Vergleich zu den Stadtbürgem bereits niedrigen Lebensstandards versuchten die Ritter durch höhere Belastung der ihnen Untertanen Bauern und durch Plünderung ganzer Dörfer zu verhindern (s. Abb. 31).

55

Bauernkriege Die sich ständig verschärfende Unterdrückung und Ausbeutung von Bauern und Arbeitern führte zu Beginn des 16. Jahrhunderts zu Aufständen der Landbevölkerung. Diese Aufstände wurden in den sogenannten Bauernkrie­ gen (1524-1525) durch die Feudalherren und Teile des Bürgertums gemein­ sam niedergeschlagen. Das Großbürgertum - z. B. das Handelshaus Fugger - finanzierte und der Adel kommandierte die Söldnerheere, die sich an den Aufständischen und deren Familien blutig und grausam rächten. Große Teile der ländlichen Gebiete wurden verwüstet, wobei auch die dort befindlichen Produktionsstätten zerstört wurden. Der Dreißigjährige Krieg und seine Folgen Damit jedoch nicht genug: Nach kurzem Atemholen biszurMittedesJahrhunderts kam es vor allem durch die Reformationsbewegüng und die folgende Gegenreformation zu einer angespannten politischen Lage, die schließlich im Dreißigjährigen Krieg (1618-1648) ihren schlimmsten Höhepunkt fand. In dieser Eskalation von Schrecken und Gewalt fanden ca. 60 % der Bevölkerung Deutschlands, das zum Tummelplatz ausländischer Söldnerheere geworden war, den Tod. Erst in der Mitte des 18. Jahrhunderts hatte Deutschland wieder die Bevölkerungszahl der Vorkriegsjahre erreicht. Zum Beispiel rechnet man für das Herzogtum Württemberg mit folgenden Einwohnerzahlen (geschätzt): 1618 450000 1645 121000 1750 467000 (Plötz: Raum und Bevölkerung in der Weltge­ schichte, Bd. II) Die weitere Entfaltung der im 15. Jahrhundert begonnenen technologi­ schen Entwicklung war unter diesen Umständen in Deutschland aufs äußer­ ste erschwert. So verlor Deutschland seine bis dahin noch führende Stellung im Hüttenwesen und in der Metallverarbeitung an Frankreich und an Eng­ land, wo jetzt die Schwerpunkte des gesamten technischen Fortschritts la­ gen. Während in Frankreich die technische Entwicklung zum größeren Teil aus den Erkenntnissen der Naturwissenschaften abgeleitet wurde, blieb in England die Verbesserung der Produktionstechniken hauptsächlich ein wirt­ schaftliches Ziel der Praktiker aus den Werkstätten. Anfänge des freien Wettbewerbs Als in Deutschland der Dreißigjährige Krieg (1618-1648) zu Ende gegangen war, gelang es dem wirtschaftlich mächtigen Bürgertum in England, in einem sechzehn Jahre dauernden Bürgerkrieg, den König zu stürzen, die Macht des Adels zu beschränken und die Position des Parlaments zu verstärken. Früher als in jedem anderen Land, nämlich lOOJahre vor der Französischen Revolu­ tion, war es damit dem englischen Bürgertum gelungen, zu der wirtschaftli­ chen Macht auch die politische Macht - wenigstens teilweise - zu erringen.

56

Dieser Erfolg stärkte das nationale und demokratische Selbstbewußtsein und führte zusammen mit dem reformatorischen Wirtschaftsdenken zu einer am Erfolg orientierten Lebenshaltung - zum freien Wettbewerb. Der freie Wett­ bewerb wurde jetzt, anders als auf dem Festland, nicht mehr durch zünftische und ständische Privilegien eingeschränkt. Der weltweite Handel und die Ausbeutung der eroberten Kolonien ermöglichten den Engländern einen re­ lativ hohen Lebensstandard. Das Aufstellen eines stehenden Heeres und ei­ ne luxuriöse Hofhaltung führten zu einer steigenden Nachfrage nach Texti­ lien und Gebrauchsgütem. Vor allem in den Textilmanufakturen setzte des­ halb ab dem 18. Jahrhundert eine fieberhafte Suche nach arbeits- und zeit­ sparenden Maschinen ein.

Muskel-, Wind- und Wasserkraft an ihren Grenzen

Mit der stürmischen Entwicklung der gewerblichen Produktion in England und durch dessen Kriege mit Spanien und Frankreich stieg der Bedarf an Eisen und Kupfer steil an. Dieser steigende Bedarf an Erzen offenbarte schließlich das schwächste Glied in der technologischen Entwicklung des 17. Jahrhunderts. Die notwendige Erweiterung der bergbaulichen Produk­ tion war nur möglich, wenn die Schächte tiefer vorgetrieben wurden. Je tiefer jedoch die Schächte, desto größer waren die Mengen an Grundwasser, die in die Gruben flössen. Andererseits war ein Ausweichen auf andere Fundstät­ ten nur dann möglich, wenn man beim Abbau des Erzes und seiner Verhüt­ tung die Wasserkraft ausnutzen konnte. Denn sowohl die Wasserpumpen der

32: Stangenkunst, um 1600. Die Gestänge dienten zur Übertragung der Energie eines Wasserrades zu Bergwerkspumpen. Sie erstreckten sich zuweilen bis über 7km (Kup­ ferstich, 1584).

57

33: Guerickes Pferdeversuch (1657). Otto von Guericke entwickelte in langer, schwie­ riger Arbeit verschiedene Arten von Luftpumpen. Sein bekanntester Versuch mit den sogenannten «Magdeburger Halbkugeln», die, wenn sie mit einer Luftpumpe evaku­ iert worden waren, selbst von 16 Pferden nicht zu trennen waren, scheiterte zunächst immer wieder daran, daß kein Handwerker in der Lage war, zwei genau aufeinander­ passende Halbkugeln herzustellen. Zwei dieser Halbkugeln von Guericke sind im Deutschen Museum ausgestellt (Kupferstich, 1664).

Gruben wie auch die Erzmühlen und die Schmiedehämmer der Hüttenbe­ triebe waren wirtschaftlich nur mit Wasserrädern zu betreiben. Wasserläufe standen jedoch nicht überall direkt zur Verfügung. Zur Übertragung von Wasserkraft entstanden die sogenannten Stangenkünste (s. Abb. 32). Doch die Notlage des Bergbaus konnte mit dieser Technik nicht überwun­ den werden. Trotz des Einsatzes der Wasserkraft und oft mehrerer Dutzend Pferde zum Antrieb der Wasserpumpen wurde es schon bei Grubentiefen von ca. 100 m immer schwieriger, des Wassers Herr zu werden. Diese Situa­ tion im Bergbau zeigt deutlich die Krise, in der sich der Kraftmaschinenbau und damit die Produktionstechniken befanden. Die Kraft des Luftdrucks Die traditionelle Technik hatte ihre Grenzen erreicht. Die Entwicklung einer neuen Kraftmaschine war geradezu zwingend notwendig geworden. Als ent­ scheidend für die weitere Entwicklung erwies sich jetzt die Entdeckung Otto von Guerickes, der die Kraft des Luftdruckes auf evakuierte Gefäße nachge­ wiesen hatte (s. Abb. 33).

58

Die Arbeiten Guerickes wurden zum Ausgangspunkt für die Entwicklung der atmosphärischen Dampfmaschine. Allein die Tatsache, daß mit der Technik des 17. Jahrhunderts kein brauchbarer Dampfzylinder herzustellen war, ließ die praktische Ausführung immer wieder scheitern.

Die erste Dampfpumpe Erst dem englischen Eisenwarenhändler Newcomen gelang es, 1711 unter großen Schwierigkeiten eine praktisch brauchbare Dampfmaschine zu bauen (s. Abb. 34): «Eine schwere, gewaltige Konstruktion aus Messing, Eisen und Holz, die das Wasser so wirksam aus den Bergwerken pumpte, daß sie Geld sowohl für die Bergwerksbesitzer als auch für die Gesellschaft profitorien­ tierter Geschäftsleute brachte ...»(s. Kerker 1975, S. 98ff). Wie die Zylin­ der der ersten Dampfpumpen hergestellt wurden, die bei einer Länge von ca.

34: Newcomen-Dampfmaschine, 1717. Auf der Zeichnung ist unten der Kessel zu se­ hen, darüber der Zylinder. Der Kolben hängt an einer Kette, die am Balancier (Waa­ gebaum) befestigt ist. Auf der anderen Seite des fast 10m langen Waagebaums hängt das Pumpengestänge. Der Kolben wird durch den Dampf und das Gewicht des Pum­ pengestänges gehoben. Hat er seine höchste Stellung erreicht, so wird der Dampfzu­ tritt gesperrt. Mit kaltem Wasser wird nun der Dampf im Zylinder kondensiert. Es entsteht ein Unterdrück, wodurch der Kolben vom äußeren Luftdruck nach unten gedrückt wird und das Pumpengestänge hebt. Das Spiel wiederholt sich drei- bis vier­ mal pro Minute (Zeichnung, 1753).

59

2,7 m einen Durchmesser von ca. 70 cm hatten, schildert die Tagebuchauf­ zeichnung eines englischen Kunstmeisters vom Oktober 1760: «Wir haben heut mit dem Ausschleifen eines Rotgußzylinders von 28 Zoll Weite und 9 Fuß Länge für die Kohlengrube von Elphingstone begonnen. Nach vielen Entmutigungen und nachdem schon drei andere Gußstücke verdorben wa­ ren, hatten wir große Zweifel, ob es uns jemals gelingen würde, eine Arbeit von solcher Grüße zu glücklichem Ende zu bringen. Aber die Not der Grube zwang uns, es nochmals zu versuchen, und wir danken Gott dem Allmächti­ gen, der uns nach so schweren Prüfungen unser Werk gelingen ließ. Nachdem wir den Zylinder auf zwei zugehauenen Balken auf dem Werk­ hof waagerecht fest gelagert hatten, mußte uns ein Bleigießer zwischen zwei aus Bohlen und Kitt hergestellten Verschalungen die Masse von 300 Pfund Blei in den Zylinder gießen. Den Bleiklotz haben wir mit zwei Eisenstangen und Tauen verbunden und an jedes Tau sechs kräftige und flinke Männer gespannt. Danach haben wir Oel und Schmirgel in den Zylinder gegossen und ihn durch Hin- und Herzie­ hen des Bleiklotzes ausgeschliffen, indem wir ihn immer ein wenig weiter drehten, wenn eine Stelle glatt gerieben war. Und so haben wir mit vieler Mühe und harter Anstrengung gearbeitet, bis schließlich ein solcher Grad von Rundheit erreicht war, daß der größte Durchmesser des Zylinders sich vom kleinsten nur noch um weniger als die Dicke meines kleinen Fingers unterschied. Das war für mich der Anlaß zu einer großen Freude, da es das beste Ergebnis ist, von dem wir bisher gehört haben» (s. Dominik 1930, S. 5).

Wirkungsgrad 1 Prozent Wegen der großen Undichtigkeit und raschen Abnutzung der Zylinder ver­ suchte Smeaton, die bei der Kanonenfabrikation eingesetzten Bohrwerke verwendbar zu machen. Dazu entwickelte er messerkopfähnliche gußeiserne Scheiben, in deren Umfang die Schneiden eingelassen waren (s. Abb. 36). Da die Zylinder oft Durchmesser von 1 bis 1,5 Meter und mehr hatten, wur­ den die Bohrköpfe sehr schwer, so daß sich die einseitig eingespannten Bohr­ stangen unter deren Gewicht bogen und die Bohrköpfe einseitig schnitten. Eine exakte zylindrische Bohrung war deshalb unmöglich. Man versuchte sich dadurch zu helfen, daß man die Bohrungen viermal wiederholte und den Zylinder jedesmal um 90° versetzte, ohne jedoch wesentlich bessere Erfolge zu erzielen (s. Häneke 1927, S. 117). Wegen dieser deutlichen Mängel in der technischen Ausführung arbeiteten die Dampfmaschinen mit einem gerade­ zu lächerlich geringen Wirkungsgrad von etwa 1 Prozent der ihnen in Form von Kohle zugeführten Energiemenge. Und trotzdem, sie arbeiteten mit wirtschaftlichem Erfolg. Kohle stand in England in ausreichendem Maße zur Verfügung, während die Wasserläufe in der Nähe der Erzgruben selten und die Nahrung für die Grubenpferde teuer waren. Bis zur Zeit Watts wurden durch konstruktive Verbesserungen weitere

60

35: Zylinderbohrmaschi­ ne von John Wilkinson, 1775. Wilkinson lagerte die Bohrstange zum er­ stenmal nicht einseitig, sondern auf beiden Sei­ ten. Dadurch erreichte diese Maschine eine we­ sentlich höhere Bearbei­ tungsgenauigkeit.

36: Zylinderbohrmaschine von John Smeaton, 1769, die eine Verbesserung beim Zy­ linderbohren brachte. Ein kleiner vierrädriger Wagen, der im Innern des Zylinders lief, glich das Gewicht des Bohrkopfes über Hebel mit daranhängendem Gewicht aus. Unebenheiten im Guß konnten dadurch allerdings nur beschränkt ausgeglichen werden.

61

Fortschritte erzielt. Die Fertigung von runden und für damalige Verhältnisse ungewöhnlich präzisen Bauteilen aus Metall bildete dabei nach wie vor das Hauptproblem der Maschinenbauer. Die großen Metallteile der Dampfma­ schinen konnten nur mit besonderen maschinellen Vorrichtungen bearbeitet werden, und deshalb mußten sich gleichzeitig mit der Entwicklung der Dampfmaschine auch die Werkzeugmaschinen weiter entwickeln.

Dampfmaschinen und Kreuzsupport Grundlagen der industriellen Revolution Werkzeugmaschinen und Dampfmaschinen Einen wichtigen Fortschritt in der Entwicklung der Werkzeugmaschinen machte John Wilkinson (s. Abb. 37). Er ersetzte den einseitig eingespannten Bohrschaft der Zylinderbohrwerke durch eine Bohrstange, die an beiden Enden gelagert war (vgl. Abb. 36). Der Messerkopf war auf der Bohrstange verschiebbar. Mit dieser Maschine hat Wilkinson den ersten brauchbaren eisernen Dampfmaschinenzylinder mit 1830 mm Durchmesser für James Watt (s. Abb. 38) gebohrt, der, wie Watt schreibt, «... an der schlechtesten Stelle nicht mehr als die Dicke eines schwachen Sixpence-Stückes abweicht» (s. Häneke 1927, S. 118). Der Sprung in der Bearbeitungsgenauigkeit war beachtlich. Lag die Ab­ weichung zuvor in der Größenordnung der Dicke eines kleinen Fingers, so betrug sie nun lediglich noch soviel wie die Dicke einer schwachen Münze

37: John Wilkinson (1728 bis 1808) stammte aus einer Familie, die im Eisen­ hüttenwesen tätig war. Ihn zeichneten Ideenreichtum, die Fähigkeit, technische Ideen umzusetzen und Geschäftssinn aus. Neben der Zylinderbohrmaschine, die er übrigens zunächst zum Ausbohren von eisernen Kanonenrohren entwickelt hatte, geht vor allem auch die Verwen­ dung von Eisen im Bootsbau auf ihn zu­ rück, wie er überhaupt die Verwendung von Eisen im Maschinenbau förderte, wo er nur konnte. In seiner Fabrik wurde beispielsweise auch die erste Wattsche Dampfmaschine mit Drehbewegung als Antrieb für einen Eisenhammer (im Jah­ re 1782) aufgestellt (Gemälde, um 1790).

62

38: James Watt (1736 bis 1819) war, be­ vor er sich dem Bau von Dampfmaschi­ nen zuwandte, Universitätsmechaniker in Glasgow gewesen und hatte dort den Auftrag erhalten, das Modell einer Newcomen-Dampfmaschine zu reparieren. Die Beschäftigung mit den Nachteilen dieser Maschine führte ihn schließlich da­ zu, eine eigene Dampfmaschine zu ent­ wickeln (Gemälde, 1802).

(ca. 1,5-2 mm), und das bei einem mehr als doppelt so großen Zylinder­ durchmesser. Außer der zweifach gelagerten Bohrstange hatte Wilkinson noch eine wei­ tere Neuerung vorgenommen. Er hatte die bis dahin üblichen, in der Haupt­ sache schabenden Messer durch schneidende Stähle ersetzt. Mit dem Bohr­ werk von Wilkinson war eine neue Stufe in der Geschichte der Werkzeugma­ schinen erreicht. Für die schneidenden Stahleinsätze hatte Wilkinson ver­ mutlich Tiegelgußstahl verwendet.

Tiegelgußstahl Dieser Tiegelgußstahl «zeichnete sich durch große Reinheit und einen gleich­ mäßigen Kohlenstoffgehalt aus» (s. Hendrichs 1941, S. 80). Als Werkzeug­ stahl war er besonders geeignet, da er wegen seines gleichmäßigen Gefüges eine bis dahin unbekannte Standfestigkeit hatte und einen besonders feinen Schliff der Schneiden erlaubte. Gerade weil Tiegelgußstahl härter und zäher war als der beste Raffinier­ stahl, hatte er einen wesentlichen «Nachteil». Er war mit Werkzeugen des 18. Jahrhunderts nur schwer zu bearbeiten, weshalb die Schmiede diesen Stahl, der 1740 zum erstenmal erschmolzen wurde, zunächst ablehnten. Da er au­ ßerdem sehr teuer war, beschränkte sich seine Verwendung auf solche Bau­ teile, bei denen seine Festigkeit und Härte erforderlich und die Kosten im Rahmen der Gesamtkosten zu rechtfertigen waren. James Watt und die Dampfmaschine Watt verwendete den von Wilkinson zum großen Erstaunen der Fachleute so genau gebohrten Zylinder für eine zwar direkt, aber noch einseitig wirkende

63

39: Doppelwirkende Dampfmaschine mit Drehbewegung von J. Watt. Im Deutschen Mu­ seum ist eine funktionie­ rende Nachbildung der Wattschen Dampfmaschi­ ne aufgestellt.

Dampfmaschine, die zum Antrieb von Pumpen konstruiert war. Die Kraft des Kolbens wurde wie bei Newcomen mit einer Ziehkette auf Balancier und Pumpengestänge übertragen (vgl. Abb. 34). Erst 1782-1784 konstruierte Watt auf Anraten seines Geldgebers eine doppeltwirkende Niederdruck­ dampfmaschine mit Drehbewegung (s. Abb. 39). Da Watt zur Umsetzung der Hubbewegungen des Balanciers in eine Drehbewegung das Kurbelge­ triebe nicht anwenden konnte, weil es bereits patentiert war, konstruierte er ein Planetengetriebe. Das Planetengetriebe der Originalmaschine soll wegen der ungenau gearbeiteten Zahnräder einen so ungeheuren Lärm gemacht haben, daß jeder glaubte, es würde im nächsten Moment auseinanderbre­ chen. Da Watt keine Möglichkeit sah, die Zahnräder genauer zu arbeiten, meinte er: «Ich glaube, wir lassen besser die Zahnräder ihre Differenzen selbst miteinander ausmachen, sie werden sich mit der Zeit schon abschlei­ fen» (s. Matschoss 1954, S. 176). Der Antrieb der angeschlossenen Maschinen erfolgte über ein Schwung­ rad mit Zahnkranz, wodurch die Drehbewegung der mit 20 bis 25 Hüben pro Minute arbeitenden Maschine gleichförmiger wurde und zudem gleichzeitig übersetzt werden konnte. Jetzt war die Dampfmaschine nicht nur für den Antrieb von Pumpen zu verwenden, sondern konnte auch in der bereits weit­ gehend mechanisierten Textilindustrie als Antriebsmaschine eingesetzt werden.

Entwicklung der Textilmaschinen Den Anstoß zur Mechanisierung der Textilindustrie hatte zunächst die durch Handel, Bevölkerungswachstum und Uniformierung der stehenden Heere verstärkte Nachfrage nach Textilien gegeben. Als dann 1733 durch die An-

64

Wendung des Schnellschützens - «des fliegenden Schiffchens» - die Leistung des Handwebstuhles auf das Doppelte gesteigert werden konnte, führte dies zu einem «Garnhunger» der Weber. Die Spinnerinnen konnten die Weber nicht mehr ausreichend beliefern, so daß die Produktion von Baumwollge­ weben nicht entsprechend gesteigert werden konnte. Die Besitzer der Tex­ tilmanufakturen versuchten mit Nachdruck, die Konstruktion der Spinnrä­ der zu verbessern. Fast gleichzeitig wurden in den sechziger Jahren eine achtspindeiige Spinn­ maschine mit Handantrieb (Spinning Jenny) und auch eine solche mit Was­ serantrieb (Water-frame) erfunden. Durch diese Fortschritte in der Spinne­ rei wendete sich das Blatt wieder. Statt des Mangels herrschte jetzt ein Über­ fluß an Garn, was fast zwangsläufig zur Erfindung des mechanischen Web­ stuhles führte und die Industrialisierung des Textilgewerbes vorantrieb. 1788 bestanden in England bereits 142 Textilfabriken. Von Dampfmaschinen wurden gegen Ende des Jahrhunderts bereits 84 Baumwollspinnereien sowie 28 Gießereien und Schmiedewerkstätten ange­ trieben. Bis zum Auslaufen ihres Patents zur Jahrhundertwende hatte die Firma Boulton & Watt ca. 500 Dampfmaschinen gebaut. Als größtes Hemmnis bei der Produktion erwies sich immer noch die man­ gelnde Fertigungstechnik. Denn mit der Weiterentwicklung der Maschine traten immer mehr neue Bauteile auf, die mit bisher unbekannten Anforde-

40: Metalldreher-Werkstatt im 18. Jahrhundert. Dreidimensionales Schaubild. Der Dreher legte den auffallend langen Drehmeißel zur besseren Führung auf Vorlage und Schulter auf.

65

41: Bohrmaschine mit Handleier, Spitzbohrer und Zentrumsbohrer (Kupferstich, um 1770).

66

rungen an Maß- und Paßgenauigkeit zu fertigen waren. Außer Zylinder und Kolben, deren Spiel bei der Niederdruckmaschine noch mit einer Hanfpakkung ausgeglichen werden konnte, mußten z. B. auch Kolbenstangen und Stopfbuchsen als ein genaues, axialbewegliches Paar hergestellt werden. Zur Verfügung standen jedoch nur die damals üblichen Drehbänke und Bohrma­ schinen, die sich seit dem 16. Jahrhundert nicht wesentlich verändert hatten (s. Abb. 40 und 41). Alle Dreharbeiten wurden mit dem Drehmeißel ausge­ führt, der zwar ein relativ genaues Runddrehen gestattete, aber für die axiale Parallelität und Geradlinigkeit der Mantellinie eines längeren zylindrischen Drehteils, z. B. der Kolbenstange, gab es keine andere Gewähr als die Ge­ schicklichkeit des Drehers. Dieser mußte dabei nicht nur den Drehmeißel kräftig an das Werkstück drücken, sondern mußte diesen auch noch mit gleichbleibender Schnittiefe am Werkstück entlangbewegen, was nicht nur großes Geschick erforderte, sondern auch sehr anstrengend und ermüdend war.

Die Hand des Drehers wird «ersetzt» Der nächste wichtige Schritt zur Verbesserung der Fertigungsgenauigkeit, der die Revolutionierung der Fertigungstechnik und des gesamten Maschi­ nenbaus einleitete, kam allerdings nicht aus der Werkstatt der Dampfma­ schinenhersteller, sondern aus der Werkstatt eines Sicherheitsschloß-Fabri­ kanten. Nach dessen Schlössern, von denen jedes einzelne von einem Mei­ ster hergestellt wurde, bestand wegen ihrer hohen Präzision eine große

42: Henry Maudslay (1771 bis 1831) machte sich 1797 selbständig. Bald er­ warb er sich mit seiner kleinen mechani­ schen Werkstatt und Schmiede den Ruf, einer der geschicktesten Metallarbeiter von ganz England zu sein. Neben der er­ sten Drehbank mit Support und Leitspin­ del baute er in dieser Werkstatt auch die erste Waagrechtstoßmaschine und fertig­ te die ersten genuteten Gewindebohrer. Maudslay legte die Grundlagen fürdie gewissenhafte und genaue Werkstattar­ beit , die von seinen Schülern - vor allem Joseph Whitworth-übernommen wurde und den guten Ruf des englischen Ma­ schinenbaus begründete.

67

Nachfrage. Um diese decken zu können, beabsichtigte der Fabrikant, die Schloßteile, Federn, Ringe, Riegel, Zylinder und Schrauben bei gleicher Qualität von weniger qualifizierten Handwerkern in Serie herstellen zu las­ sen. Dazu mußten Spezialwerkzeuge und Vorrichtungen entwickelt werden. Ein junger, erst neunzehnjähriger (!) Mann, der bereits einen Ruf als guter Mechaniker hatte, wurde als Betriebsleiter eingestellt. Es war Henry Maudslay (s. Abb. 42). Dessen Tätigkeit ist«... die erste in jeder Hinsicht überlegte und gewissenhafte Werkstattarbeit zu verdanken, er erfand das Verfahren, genaue ebene Flächen durch gegenseitiges Abschmirgeln von drei Richtplat­ ten herzustellen und damit die Möglichkeit, werkstattmäßig genaue Gerad­ führungen mit Meißel und Feile zu bearbeiten» (s. Buxbaum 1921, S. 124). Diese Möglichkeit, gerade, ebene Flächen mit großer Genauigkeit herzustel­ len, war eine wesentliche Voraussetzung für den späteren Bau einer Dreh­ bank aus Metall mit einem über eine Leitspindel angetriebenen Kreuz­ support.

Kreuzsupport und Leitspindel Der Kreuzsupport wurde zwar zuvor schon in Frankreich an Spezialmaschi­ nen zur Herstellung von Ornamenten benützt, aber erst Maudslay gelang es, durch Kopplung des Supports mit einer Leitspindel und dessen Führung in präzis gearbeiteten Metallschienen den Kreuzsupport für den Maschinenbau zu erschließen und zu einem vielseitig verwendbaren Instrument zu entwikkeln. Jetzt war es möglich, die Mantellinien von außen- und innenzylindri­ schen Drehteilen parallel zu drehen und bei Gewinden Steigung und Flan-

43: Erste Drehbank in Ganzmetallbauweise mit Support und Leitspindel zum Schnei­ den von Gewinden. Maudslay entwickelte später noch Drehbänke mit auswechselba­ ren Leitspindeln zum Schneiden von Gewinden unterschiedlicher Steigung. Diese auf­ wendige Methode vereinfachte er noch selbst durch die Verwendung von Wechselrädem.

68

44: Alte Drehbank und Zugspindeldrehbank mit Maudslays Kreuzsupport. Diese Ab­ bildung soll das mühselige Arbeiten mit dem HandmeiBel und die bequeme Arbeits­ weise mit dem Support veranschaulichen, der von den konservativen Drehern verächt­ lich «goingcar» (Laufkarren) genannt wurde (Zeichnung, 1841).

kenwinkel exakt einzuhalten. Maudslay schuf mit dieser Metalldrehbank die eigentliche Werkzeugmaschine mit FestfQhrungen und mechanischem An­ trieb des Werkzeugs (s. Abb. 43). Die früher für jedes Stück erforderliche Arbeitssorgfalt mußte jetzt nur noch einmal, bei der Fertigung der Führungs­ prismen und der Leitspindel, aufgewendet werden. Erst dadurch war die Herstellung von unter sich gleichen, austauschbaren Teilen grundsätzlich möglich geworden. Jetzt bedurfte es auch nur noch eines kleinen Schrittes, um vom mechani­ schen Längszug zum mechanischen Planzug und damit zur Plandrehbank zu gelangen. Mit dieser konnte schließlich die Bearbeitung von ebenen Flüchen, die bisher nur von Hand möglich war, mit der Maschine erfolgen. Bereits Karl Marx unterstrich die außergewöhnliche Bedeutung des Sup­ ports für die Revolutionierung der gesamten Maschinenbautechnik. «Diese mechanische Vorrichtung ersetzt nicht irgendein besondres Werkzeug, son­ dern die menschliche Hand selbst... So gelang es, die geometrischen For­ men der einzelnen Maschinenteile mit einem Grad von Leichtigkeit, Genau­ igkeit und Raschheit zu produzieren, den keine gehäufte Erfahrung der Hand des geschicktesten Arbeiters verleihen konnte» (s. Marx 1973, S. 406). 69

45: Werkzeuge zum Gewindeschneiden, 1769 (Ausschnitt). Oben ein Schneideisen für die Gewindeherstellung an kleineren Schrauben, die durch das Schneideisen durchge­ preßt wurden. Unten ein gebrochenes Schneideisen oder eine Schneidkluppe, mit dem verschiedene Gewindedurchmesser eingestellt werden konnten (Kupferstich).

Mit dem mechanischen Support, der die Hand des Handwerkers «ersetzt», begann ein neues Kapitel in der Geschichte der Werkzeugmaschine (s. Abb. 44).

War es bisher die Aufgabe der Werkzeugmaschine gewesen, die Arbeit von Hand zu unterstützen oder sie überhaupt zu ermöglichen, so tritt sie jetzt als Konkurrenz zur Handarbeit auf. Ihr neuer Zweck wird es, die zu produzie­ renden Teile besser und schneller und billiger zu bearbeiten, als es zuvor möglich war. Die Kunst des Gewindeschneidens Beispielsweise galt das Schneiden von Gewftiden, d. h. die Herstellung von Schrauben und Muttem, zu dieser Zeit als eine schwierige Kunst. Obwohl die Befestigungsschraube schon aus der späten Antike bekannt war, vermie­ den viele Handwerker, selbst noch gegen Ende des 18. Jahrhunderts Schrau­ benverbindungen zu verwenden. Für lösbare Verbindungen wurden Keile und für dauernde Verbindungen Nieten bevorzugt.

46: Werkzeuge zur Herstellung von Innen- und Außengewinden (Kupferstich, um 1700).

70

71

g

Mi m

U

1 I1 1 h

> '■ /

1

47: Patronendrehbank, um 1800. Die gebräuch­ lichste Schraubenschneid­ vorrichtung des 17. und 18. Jahrhunderts war die Patronendrehbank. Ihre wichtigsten Bauteile sind: Die Leitspindel i und die Leitmutter k, die zusam­ men die sogenannte Pa­ trone bilden, sowie der Schneidzahn g. Die Leit­ spindel i und die zu schneidende Spindel m sind im Schraubenfutter h eingespannt. Am Achs­ kreuz I konnte die Leit­

spindel mit dem angekuppelten Werkstück gedreht werden. Die Schnittiefe wurde mit dem Schneidzahn g eingestellt. Solche Maschinen dienten dem Schneiden von starken Spindeln für Winden, Pressen und Schraubstöcke und waren in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts in jeder besseren Werkstatt zu finden.

48: Zeugschmiede. Herstellung von Schraubstöcken. Raumansicht und Einzelteile. In der oberen Abbildung sind die gängigsten Arten der Herstellung gröBerer Gewinde dargestellt. Links wird das Gewindeschneiden mit der in Abbildung 47 beschriebenen Patronendrehbank gezeigt. Rechts ist eine kombinierte Wippen-Patronendrehbank abgebildet. Im unteren Bildteil sind verschiedene Details dieser kombinierten Dreh­ bank zu sehen. Bei dieser Art Drehbank wurde beim Gewindeschneiden die Leitspin­ del (fig. 4) im Lagerstock (G) durch eine Kombination von Holzkeilen (fig. 9) geführt. Das Werkstück (fig. 1) wurde am rechten Ende durch eine Kupplung (fig. 3) mit der Leitspindel verbunden und am linken Ende achsial verschiebbar im Lagerstock (A) gelagert. Als Antrieb diente entweder die Wippe oder der Radantrieb. Beide An­ triebsmöglichkeiten sind im oberen Teil an einer Drehbank zusammengefaBt darge­ stellt. Beim Radantrieb diente ein zusätzliches Bauelement, die Doppelkurbel (fig. 6) dazu, die gleichgerichtete in eine wechselnde Drehbewegung umzuwandeln. Diese zunächst widersprüchlich erscheinende Konstruktion war bei einer Patronendrehbank jedoch unbedingt erforderlich, denn bei kontinuierlicher Drehbewegung wäre entwe­ der die Leitspindel aus dem Lagerstock gefallen oder das Werkstück wäre am Lager­ stock (A) angestoßen. Bei wechselnder Drehbewegung verschoben sich Leitspindel und Werkstück nur immer um eine begrenzte Strecke, um dann wieder in die Aus­ gangsposition zurückzulaufen. Das Schneiden von längeren Gewinden war wegen die­ ser bauartlich bedingten Begrenzung der Werkstückslängsbewegung nur in Abschnit­ ten möglich (Kupferstich, 1771).

72

73

49: Drehbank zum Drehen gewundener Säulen, 1792. Diese Drehbank war mit sechs verschiedenen Patronen ausgestattet, die sich an der Drehbankspindel (A) befanden und in einem Registerstock mit sechs Riegeln liefen. Jeder Riegel besaß ein zu der entsprechenden Patrone passendes Gewinde. Hob man einen Riegel an, dann griffen seine Gewindegänge in die Patrone und die Spindel bewegte sich der Patronensteigung entsprechend nach rechts. Im Deutschen Museum ist eine nach diesem Prinzip arbei­ tende Kunstdrechslerbank von 1767 ausgestellt (Kupferstich, 1792).

Bei kleineren Schrauben wurden die Gewinde fast ausschließlich mit einem Schraubenblech geschnitten, das aus einem gehärteten Blech mit Gewinde bestand (s. Abb. 45). Das Gewinde wurde also mehr auf den Bolzen ge­ quetscht als geschnitten. Eine Nachbearbeitung des Gewindes mit der Feile

74

war Üblich. Jedes Schraubenblech besaß mehrere Gewindelöcher mit ver­ schiedenen Durchmessern, die mit gefeilten Gewindebohrern geschnitten worden waren. Um das Ansetzen des Schneidwerkzeuges und das Schneiden zu erleichtern, wurden etwa ab 1700 VorlAufer der heutigen Schneideisen mit zwei verstellbaren Schneidbacken entwickelt (s. Abb. 45 und 46). Auch diese Gewinde mußten mit der Feile nachgearbeitet werden. Ein Fortschritt zeigte sich im 18. Jahrhundert bei der Gestaltung der Gewinde­ bohrer. Bis ca. 1700 wurden sie ohne Nuten benutzt (s. Abb. 46, Fig. N). Dann kamen Gewindebohrer mit geraden oder gewendelten Nuten in Ge­ brauch, die jedoch nicht allgemein üblich waren (s. Abb. 46, Fig. O. und S). Gewindespindeln mit größeren Durchmessern wurden entweder von Hand oder mit einer Patronendrehbank hergestellt (s. Abb. 47 und 48). Da jede Werkstatt ihre Maschinen und Werkzeuge je nach Bedarf selbst herstellte, unterschieden sich die Abmessungen der Gewindepatronen und damit auch die angefertigten Gewinde von Werkstatt zu Werkstatt. Bei den großen Gewinden, die nicht mit der Patrone, sondern einzeln hergestellt wurden, bildete sogar jede einzelne Schraube und Mutter eine Sondereinheit für sich.

Die Schraube gewinnt an Bedeutung Solange an GerAten und Maschinen nur wenige Schrauben verwendet wur­ den, blieb das ohne Folgen. Mit der Menge der aus Metall gefertigten Teile einer Maschine wuchs aber auch die Anzahl der Befestigungsschrauben, von denen jede einzelne immer nur in ein ganz bestimmtes Muttergewinde paßte. Eine Verwechslung konnte zu heilloser Verwirrung und endlosem Zeitauf­ wand führen. Die Folge davon war, daß an einer Maschine alle Schrauben und Muttem als zueinander gehörig gekennzeichnet wurden. Welche Bedeutung unter diesen Umstünden dem genauen und austausch­ baren, also maschinell hergestellten Gewinde für die fabrikmAßige Produk­ tion von Maschinen und GerAten zukam, wurde von Maudslay frühzeitig er­ kannt. Die ersten von ihm gebauten Maschinen waren eine Drehmaschine mit Support und auswechselbarer Leitspindel und eine Drehmaschine mit Wechselndem zum Gewindeschneiden (Abb. 50). Gleichzeitig begann er, Grundlagen für eine erste Gewindenormung zu schaffen, die dann von sei­ nem Schüler Whitworth ausgebaut und verwirklicht wurde. Vom Eigenbedarf zur Kundenproduktion Maudslay schuf mit seiner 1779 gegründeten Fabrik für Werkzeug- und Dampfmaschinen zum erstenmal die Möglichkeit, Werkzeugmaschinen vom Spezialisten zu beziehen. Zuvor hatte jeder, der eine Bohrmaschine oder Drehbank brauchte, diese selbst gebaut, wobei oft mehr Notbehelfe als Maschinen entstanden. Trotzdem konnte sich Maudslay mit seinen Werk­ zeugmaschinen - er konstruierte auch noch die erste Stoßmaschine und die

75

50: Maudslays Gewindeschneidemaschine mit auswechselbaren Leitspindeln und Wechselndem, mit denen das Verhältnis von Antriebsspindel-Drehzahl zu Leitspin­ del - Drehzahl und somit die Steigung der zu schneidenden Gewinde verändert werden konnte.

erste Plandrehbank - nur nach und nach gegen die konservative Arbeitsauf­ fassung durchsetzen. Die Entwicklung in der Metallbearbeitung stand in den beiden ersten Jahr­ zehnten des 19. Jahrhunderts ganz im Zeichen der Herstellung von Dampf­ maschinen. Das Patent von Watt erlosch im Jahre 1800. Jetzt erst war der Dampfmaschinenbau frei und konnte weiter entwickelt werden. Die Dampf­ maschine wurde Allgemeingut. 1810 waren in England 5000, 1822 bereits 10000 Dampfmaschinen in Betrieb. Voraussetzung für das gewaltige Wachs­ tum der englischen Industrie waren jedoch neue Verfahren in der Eisen- und Stahlerzeugung. Stahl - eine Rarität wird zur Massenware Noch im 16. Jahrhundert hatte man begonnen, das flüssige Roheisen direkt zu vergießen. Schließlich erkannte man die Bedeutung des Kohlenstoffge­ halts für die Eigenschaften des Eisens und schmolz das Roheisen zusammen

76

mit Gußschrott und Zuschlägen vor dem Gießen im Kupolofen nochmals um. Einen großen Aufschwung nahm die Eisenerzeugung dann zu Anfang des 18. Jahrhunderts, als es gelang, im Hochofenprozeß an Stelle der immer knapper werdenden Holzkohle Steinkohlenkoks zu verwenden, der in Eng­ land in unbegrenztem Maße zur Verfügung zu stehen schien (s. Abb. 51). Da die Leistungsfähigkeit des nach wie vor mit Holzkohle betriebenen Frischprozesses zur Stahlerzeugung weit hinter den Erzeugungsmengen des Kokshochofens zurückblieb, besaß man bis zur Erfindung des Tiegelguß­ stahles keine Möglichkeiten, das Roheisen in großen Mengen in Stahl zu verwandeln. Dadurch nahm die Verwendung von Gußeisen einen gewaltigen Aufschwung. Andererseits waren die Vorteile, die der Stahl gegenüber dem Guß- und Schmiedeeisen hatte, so deutlich, daß man unter Einsatz großer Geldmittel versuchte, ein neues Verfahren zum Frischen von Stahl unter Verwendung von billiger Steinkohle zu finden.

51: Hochofen-Gebäude im 18. Jahrhundert. Der Schrägaufgang auf der rechten Ge­ bäudeseite führt zur Gicht. Eisenerz, Zuschläge und Kohle wurden in Körben dorthin transportiert und von Hand dem Hochofen zugeschickt. Da im Bereich der Gicht äu­ ßerst giftige Kohlenstoff- und Schwefelgase auftreten, kann die Lebenserwartung der hier beschäftigten Menschen nicht gerade hoch gewesen sein. Der erste Kokshochofen in Deutschland wurde 1796 in Oberschlesien angeblasen (Aquatintastich, um 1800).

77

Das Hauptproblem bei der Stahlerzeugung bestand nämlich darin, daß der Stahl, wenn er mit Steinkohle oder Koks in Berührung kam, den darin ent­ haltenen Schwefel aufnahm und warmbrüchig wurde.

Puddelstahl Schließlich gelang es nach langen Bemühungen, die Steinkohle auch für das Frischen von Stahl nutzbar zu machen und damit billigen Stahl zu erzeugen. In dem von Henry Cort 1784 erfundenen Puddelofen kommt das Eisen nicht mehr direkt mit der Kohle in Verbindung, so daß sich die Verunreinigung des Stahles durch den Schwefel der Kohle in Grenzen hielt. Um eine gleichmäßige Verbrennung und Verteilung des Kohlenstoffs zu erreichen, mußte die Schmelze, die mit fortschreitender Entkohlung teigiger wurde, mit langen Stangen umgerührt werden. Der Stahl wurde schließlich als teigige Masse ausgesondert und unterm Hammer ausgeschmiedet. Ob­ wohl Puddelstahl selten so hart und zäh wie Tiegelgußstahl war, nahm die Schmiedetechnik im Anschluß an seine Erfindung einen gewaltigen Auf­ schwung. Der durchschlagende Vorteil des Verfahrens war, daß größere Mengen Stahl zu einem relativ niedrigen Preis hergestellt werden konnten. Im ersten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts kostete der Tiegelgußstahl immer noch fast das Zehnfache vom Puddelstahl.

Der engUscbe Werkzeugmaschinenbau in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts Die Möglichkeit, Roheisen und Stahl durch die Verwendung von Steinkohle massenhaft zu relativ niedrigen Kosten zu erzeugen, der Ersatz der Handar­ beit durch Maschinen bei der Textilherstellung, die Entwicklung der Dampf­ maschine und die verbesserten Werkzeugmaschinen bildeten in ihrem wech­ selseitigen Zusammenwirken das technologische Fundament für die engli­ sche Industrie. Deren Entwicklungsvorsprung gegenüber der Industrie des europäischen Kontinents war durch verschiedene politische Ereignisse be­ dingt. In England hatte das an der Ausweitung seiner wirtschaftlichen Macht in­ teressierte Bürgertum bereits seit über 100 Jahren auch die politische Macht. Wirtschafts- und Staatsinteressen wurden koordiniert. Der für England un­ glücklich verlaufene Unabhängigkeitskrieg der amerikanischen Kolonial­ staaten (1775-1783) brachte zwar wirtschaftliche Rückschläge, wurde aber durch den Erwerb anderer Kolonien wieder ausgeglichen. Auf dem Kontinent verlor Frankreich, der weltpolitische Gegenspieler Englands, durch die große Bürgerliche Revolution (1789-1799) und die an­ schließenden Eroberungskriege Napoleons den Vorsprung, den es auf tech­ nischem Gebiet im 18. Jahrhundert gehabt hatte. 78

In Deutschland war die Gewerbeentwicklung nach den Verwüstungen des Dreißigjährigen Krieges von den Fürsten, vor allem von Friedrich dem Gro­ ßen in Preußen, gefördert worden, wurde aber durch die Kriege zwischen Österreich und Preußen wieder für lange Zeit gehemmt. Aus den Napoleoni­ schen Kriegen 1806/15 ging England zwar geschwächt, aber doch glücklicher hervor als das übrige Europa. Durch seine Insellage war es schon Jahrhun­ derte von einem Krieg auf seinem Boden verschont geblieben, sein Kolonial­ besitz war stark gestiegen, und die frühere Kolonie USA war ein gutes Ab­ satzgebiet geblieben. Englands Industrie und Handel übernahmen die Füh­ rung in der Welt.

Industrielle Produktion 1780-1888 in Mio. engl. Pfund (s. Mickel 1978, S. 128, T. 8)

1780 1800 1820 1840 1860 1888

England

Frankreich

Deutschland

USA

177 230 290 387 577 820

147 190 220 264 380 485

50 60 85 180 310 583

15 25 55 96 392 1443

Herstellung ebener Flächen Im englischen Werkzeugmaschinenbau stand das dritte Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts im Zeichen der maschinellen Herstellung ebener Flächen. Denn während die Entwicklung von Maschinen zur Herstellung präziser Drehteile bereits relativ weit fortgeschritten war, waren ebene Flächen in den meisten Fabriken noch immer mit Meißel und Feile hergestellt worden. Erst mit der rasanten Entwicklung des Maschinenbaus nach der Jahrhundert­ wende war das Herstellen von Maschinenführungen und anderen Gleitflä­ chen durch Handarbeit bald zu zeitraubend und ungenau geworden. Aus dem exakten Bedürfnis nach ebenen Gleitflächen entstanden fast gleichzeitig - jedoch unabhängig voneinander - die ersten Metall-Hobelmaschinen von Matthew Murray, James Fox und Richard Roberts. Die Maschine von Ro­ berts, eine mit Ketten betriebene Konstruktion aus dem Jahre 1817, blieb erhalten und ist im Science Museum, London, ausgestellt (s. Abb. 52,139, 140 und 141).

79

52: Hobelmaschine von Richard Roberts, 1817. Der bewegliche Tisch mit dem aufge­ spannten Werkstück wurde durch eine Kette und die zugehörige Trommel mit Hand­ kreuz bewegt. Der Werkzeugschlitten bewegte sich auf einem Querbalken, der selbst wiederum in einem Doppelständer geführt wurde.

Um die Maschinen besser auszunützen, versuchte man schon bald, den unproduktiven Rücklauf dadurch mitauszunutzen, daß man die Maschinen in beiden Richtungen arbeiten ließ. Es wurden dazu verschiedene Verfahren entwickelt, so z. B. ein doppelter Hobelmeißel (s. Abb. 54), verschiedene Möglichkeiten, um mit zwei getrennten Meißeln zu arbeiten, und auch die Version, den Meißel am Ende des Hubes zu drehen (s. Abb. 53). Bei einer von Fox gebauten Hobelmaschine wurden Vor- und Rücklauf des Tisches durch einen offenen und einen gekreuzten Riemen, derdie Dreh­ richtung umkehrte, gesteuert. Die Umschaltung erfolgte mit Handhebel. All 80

53: Hobelmaschine von J. Whitworth, 1835. Whitworth war bemüht, die Reibungsver­ luste seiner Maschine möglichst klein zu halten. Deshalb setzte er den die Schnittbewe­ gung ausführenden Querbalken auf Rollen. Zwei Schrauben gleicher Steigung trieben diesen Wagen an. Der Meißelhalter drehte sich bei jedem Hubwechsel um 180°, so daß der Meißel auch im Rücklauf arbeiten konnte (vgl. Abb. 67). Der zum Wenden des Werkzeughalters dienende Schnurlauf ist angedeutet.

diese Verfahren konnten sich nicht durchsetzen. Als einziger Weg zu einer wirtschaftlichen Arbeitsweise hatte sich schließlich der Eil-Rückgang erwie­ sen. Nach etlichen Versuchen, diesen durch unterschiedlich übersetzte Rie­ mentriebe für Arbeits- und Leerhub zu erreichen, verwendete man schließ­ lich die schwingende Kurbelschleife (s. Abb. 55). Neben verschiedenen Formen von Stoßmaschinen (s. Abb. 56) sind in die­ sen Jahren auch die ersten Plan- und Karusselldrehbflnke entstanden (s. Abb. 134). Dazu kamen Sondermaschinen wie die Muttemfriismaschine von James Nasmyth, bei welcher die großen Möglichkeiten und Vorteile des Früsverfahrens jedoch unentdeckt blieben (s. Abb. 57).

54: Doppelter Hobelmeißel nach R. Ro­ berts. Dieser ermöglicht eine Spanab­ nahme in beiden Richtungen.

81

55: Wirkungsschema der schwingenden Kurbelschleife zum Antrieb des Werk­ zeugschlittens von Stoßmaschinen. Bei der schwingenden Kurbelschleife erfolgt der Antrieb durch den sich mit gleichför­ miger Geschwindigkeit drehenden Kur­ belarm (a). Auf ihm ist drehbar der Ku­ lissenstein (K) befestigt, der in die um P schwingende Schleife eingreift. Der linke und rechte Totpunkt der Schleife sind in der Abbildung skizziert. Man erkennt, daß die Kulisse von 1 nach 2 einen größe­ ren Weg zurücklegen muß als von 2 nach 1, also für den ersten Weg, den Arbeits­ hub, mehr Zeit braucht als für den letzte­ ren, den Leerhub. Soll die Kurbelschleife so ausgeführt werden, daß auch die HubIflnge des Schlittens geändert werden kann, wird die Kulisse im Kurbelarm ra­ dial verschiebbar gelagert.

82

57: Muttemfräsmaschine von Nasmyth, 1829. Die Maschine war zur Mecha­ nisierung des bis dahin ge­ bräuchlichen Feilens der Sechskantmuttern ent­ wickelt worden. Aufnah­ me des Werkstückes auf senkrechtem Aufspann­ dom mit Schaltscheibe, Bearbeitung mit Stimfräsem.

56: Waagrecht-Stoßmaschine von James Nasmyth. Die Maschine, die 1836 gebaut wurde, besitzt universelle Verwendbarkeit; Tischanordnung und Schlittenbewegung sind bereits ähnlich wie heute. Antrieb durch Schwungrad und Kurbeltrieb. Rundho­ beleinrichtung mit selbständiger Schaltung und Spitzenapparat konnten mit bezogen werden. Durch die am Schwungrad exzentrisch gelagerte Hebelstange (1), den Dop­ pelwinkelhebel (2) und die Hebelstangen (3 und 4) wurden nach jedem Arbeitshub die beiden Zahnräder (5 und 6) um einen Zahn weiter bewegt. Über das mit der Tischspin­ del verbundene Rad (5) wurde so der Tischvorschub betätigt, während das Rad (6) über Schnecke und Schneckenrad die Spindel (7) für den Spitzenapparat drehte. Zum Rundhobeln wurde das Werkstück (9) mit dem Spitzenapparat (8) auf die Spindel (7) geklemmt, so daß das Werkstück mit der Spindel nach jedem Hub um einige Grad weitergedreht wurde. Die Maschine wurde als «Nasmyth’s steam arm» sehr bekannt und verbreitet.

83

In den dreißiger Jahren des 19. Jahrhunderts waren im englischen Maschi­ nenbau beeits die Hauptarten der Werkzeugmaschinen bekannt. Die wich­ tigsten Arbeitsgänge der Metallbearbeitung konnten damit bereits mecha­ nisch ausgeführt werden. Leider sind nur noch wenige dieser Maschinen er­ halten geblieben. Eine englische Leitspindeldrehbank (vgl. Abb. 133), eine Plandrehbank (vgl. Abb. 134) und eine Hobelmaschine (vgl. Abb. 140) aus dieser Zeit sind im Deutschen Museum vorhanden.

Die vierziger und fünfziger Jahre des englischen Maschinenbaus waren dann weniger durch die Entwicklung neuer Maschinen als durch die Verbesserung der Arbeitsgenauigkeit und die Steigerung der Arbeitsproduktivität der be­ kannten Maschinenarten gekennzeichnet. Die wesentlichen Impulse dazu gab der mit großem finanziellen Aufwand vorangetriebene Ausbau des Eisen­ bahnnetzes (vgl. Abb. 79). Die gesteigerte Produktivität der Maschinen führ­ te zu einer drastischen Senkung der Maschinenstundensätze und der Löhne der Handwerker. So kostete z. B. in den zwanzigerJahrendas Herstellen einer ebenen Fläche durch Meißel und Feile zwischen 6,30 und 12,00 Mark pro englischen Quadratfuß (ca. 0,093m2), durch Hobeln dagegen 18,00 Mark pro

Quadratfuß. Bis zu den fünfziger Jahren sank der Preis für das Hobeln einer Fläche dann auf 8,5 Pfennig pro Quadratfuß (s. Buxbaum 1921, S. 128/9).

Passung und Normung bleiben Theorie Die Whitworthsche Gewindenormung Für die vierziger Jahre ist besonders das Wirken des bedeutenden englischen Maschinenbauers Joseph F. Whitworth hervorzuheben (s. Abb. 58). Whit­ worth hatte einige Jahre bei Maudslay gearbeitet und führte die von diesem begonnene Arbeit der Gewindenormung zu Ende. Das nach ihm benannte Normungssystem ist auch heute noch in verschiedenen Ländern in Ge­ brauch. Er erfand die dreibackige Schneidkluppe zum Außengewindeschnei­ den und stellte als erster Maschinenbauer die Gestelle von Drehbänken, Ho­ bel-, Stoß- und Bohrmaschinen aus Hohlguß her. Erwies zur Rechtfertigung seines Vorgehens immer wieder darauf hin, daß der Hohlkörper in der Natur seine Vorteile bereits bewiesen hätte, so z. B. beim Gänsekiel, beim Kno­ chen und beim Grashalm. Außerdem führte Whitworth die Grenzlehre, die bei der Waffenherstellung bereits bekannt war, in den Maschinenbau ein. Das Passungssystem Gleichzeitig entwickelte er das Prinzip des heutigen Passungssystems. Er ver­ langte, bei der Herstellung von Bohrung und Welle ein bestimmtes, aus der Erfahrung gewonnenes Spiel einzuhalten. Die zulässigen Abmessungen soll­ ten durch gehärtete Kaliber und Kaliberringe geprüft werden. Damit hatte

84

58: Sir Joseph Whitworth (1803-1887). Er gründete wie alle Pioniere des Werk­ zeugmaschinenbaus zunächst eine Werk­ zeug- und Werkzeugmaschinenwerk­ statt. Berühmt wurde er durch das nach ihm benannte Gewindesystem (Holz­ stich, 1900).

Whitworth zwar die meßtechnischen Grundlagen für den Austauschbau und die Serienfertigung im Werkzeugmaschinenbau erkannt und formuliert, mit der Einführung in die Praxis seiner Fabrik hatte er jedoch Schwierigkeiten. Wie der Amerikaner Ch. T. Porter von seinem Besuch in der Whitworthschen Fabrik 1865 berichtete, ließen die Zustände in den vier Abteilungen sehr zu wünschen übrig. Die Dreher würden schlecht arbeiten und die Ge­ nauigkeit dem nachherigen Einschmirgeln überlassen. Die Passungen seien gewöhnlich zu stramm und würden dann beim Zusammenpassen willkürlich meist zu locker nachgeschliffen. Drehbankspindeln seien locker und die La­ ger wackelten. Trotzdem galten die Werkstätten von Whitworth in Europa und Amerika noch immer als musterhaft (s. Porter 1912, S. 130-133). Der Höhepunkt des englischen Werkzeugmaschinenbaus war zur Mitte des Jahrhunderts überschritten. Man ruhte sich auf den Lorbeeren der frühe­ ren Jahre aus. Ansätze zu einer Befruchtung durch die junge amerikanische Werkstattechnik waren vorhanden, blieben aber ohne durchgreifende Wir­ kung.

85

Das amerikanische System Maschinen statt Handwerker

Das englische Mutterland hatte jede industrielle Entwicklung in seinen Kolo­ nien unterdrückt und diese vor allem als Abnehmer für seine industriellen Erzeugnisse betrachtet. Erst nachdem sich infolge der Unabhängigkeitskrie­ ge (1775-1783) die dreizehn östlichen Staaten zu einer Union zusammenge­ schlossen hatten, waren die Voraussetzungen für die Entwicklung einer eige­ nen Industrie und eines nationalen Handels geschaffen. Obwohl England sowohl die Auswanderung von Mechanikern und Arbeitern der Eisen- und Stahlindustrie als auch die Ausfuhr von Maschinen, Werkzeugen und Zeich­ nungen nach Amerika verbot, entstanden dort zur Jahrhundertwende die ersten Dampfmaschinen- und Waffenfabriken. Der Dampfmaschinenbau in den USA orientierte sich zunächst am englischen Vorbild, erreichte aber dessen Standard noch nicht. Ein Zeitgenosse beschrieb das Ausbohren eines Zylinders für eine im Jahre 1800 aufgestellte Wasserwerksmaschine folgendermaßen: «Der große Zylinder war in zwei Teilen gegossen und mittels Kupfers zusammenge­ schweißt; die Verbindung war durch einen starken eisernen Ring von 18 Zoll Breite und rd. 1200 Pf. Gewicht gesichert; für den Zylinder hatte man 7500 Ztr. Metall gebraucht; bei 6/2 Fuß Länge hatte er 38% Zoll inneren Durchmesser. % Zoll waren im ganzen herauszubohren; % Zoll davon ist beendet. - Ein Mann ist immer im Innern des Zylinders mit einem Hammer in der Hand, um den Bohrkopf in Ordnung zu halten; ein zweiter über­ wacht das Bett, auf dem der Zylinder durch geeignete Vorrichtung vorge­ schoben wird. Diese arbeiten mit Ablösung, denn das Bohrwerk geht Tag und Nacht; ein Mann ist weiter mit dem Schleifen der Stähle beschäftigt; um die Mittagszeit wird eine Pause gemacht, aber das ist kein Nachteil, denn bei dauernder Bohrarbeit würde der Zylinder zu heiß werden; ebenso steht das Bohrwerk still, wenn die Stähle ausgewechselt werden, was jedes­ mal rd. 10 Minuten in Anspruch nimmt, und in 10 weiteren Minuten sind die Schneiden wieder stumpf; ich untersuchte einige und fand, daß sie in dieser Zeit um etwa % Zoll abgenutzt waren. Drei solcher Stähle (oder Schneiden) von rd. 3'Z Zoll Schneidbreite sind gleichzeitig im Bohrkopf be­ festigt. Der Bohrkopf ist etwas kleiner als der Durchmesser des Zylinders und 6 Zoll stark; er sitzt auf einer Art 8-zölligen Welle, die die Achse eines Wasserrades bildet. - Die Arbeiter sagen, daß sie am 9. April angefangen hätten, seither also rd. 3 Monate arbeiteten, und daß sie bis zur Fertigstel­ lung der Arbeit noch etwa 6 Wochen brauchen würden» (s. Häneke 1927, S. 121).

86

Den amerikanischen Maschinenbauern gelang es relativ rasch, die hier noch deutlich werdenden Mängel zu überwinden. Bereits wenige Jahre spä­ ter baute man Hochdruckdampfmaschinen mit 8-10 bar Überdruck, zu einer

Zeit, als man in Europa höchstens 1 bar anzuwenden wagte. Mit der kleine­ ren und billigeren Hochdruckmaschine konnte sich die Dampfmaschine in den USA rascher ausbreiten als in Europa. Den daraus entstehenden Bedarf an Werkzeugmaschinen konnte Amerika wegen der teuren Seefracht nicht durch die Einfuhr englischer Maschinen decken. Damit war es auf den Bau und die Entwicklung von eigenen Maschinen angewiesen. Waffenproduktion, Austauschbau und Arbeitsteilung Die wichtigsten Impulse zur Entwicklung eines typisch amerikanischen Werkzeugmaschinenbaus kamen jedoch nicht von den Dampfmaschinen­ bauern, sondern von den Waffenherstellem. Dabei war es vor allem die For­ derung nach Austauschbarkeit der einzelnen Waffenteile, die sich auf die Entwicklung und den Bau von Werkzeugmaschinen auswirkte: «... Beson­ ders bei militärischen Waffen war die Auswechselbarkeit der Teile von gro­ ßem Wert. Vorher, bei den handgefertigten Musketen, machte der Verlust oder die Beschädigung eines einzelnen wichtigen Teiles die ganze Waffe un­ brauchbar, oder sie konnte nur von einem gelernten Büchsenmacher wieder instahdgesetzt werden, da jedes der Einzelteile für sich eingepaßt war» (s. Roe 1927, S. 113). Der Gedanke, Bauteile so zu konstruieren und zu fertigen, daß sie gegen jedes beliebige Teil gleicher Art austauschbar werden, war zu dieser Zeit nicht mehr neu. Bereits im vorrevolutionären Frankreich, wo die Feinme­ chanik einen hohen Entwicklungsstand erreicht hatte, wurden in einer Waf­ fenfabrik der Regierung Gewehre aus austauschbaren Teilen produziert. Während der Französischen Revolution verloren sich diese Kenntnisse wieder. Erst in Amerika fand das Austauschprinzip die für seine Entfaltung geeig­ neten Grundlagen. Hier gab es im Gegensatz zu Europa kaum ausgebildete

59: Alte amerikanische Feilvor­ richtung zum Feilen eines Spann­ hahnes aus der Fabrik von E. Whitney. Das Werkstück (schraf­ fiert) wurde mit Anschlag und Führungsstift justiert, zwischen die gehärteten Platten der Vor­ richtung geklemmt und auf die von der Vorrichtung vorgegebe­ ne Form zugefeilt.

87

Büchsenmacher und keine hemmende handwerkliche Tradition. Wegen des Mangels an ausgebildeten Handwerkern zerlegten die Waffenhersteller, wie die Berichte von Zeitgenossen zeigen, das mannigfaltige handwerkliche Fer­ tigungsverfahren in mehrere kleine Einzelschritte, so daß durch Einsatz von Maschinen und Vorrichtungen die Geschicklichkeit des gelernten Handwer­ kers ersetzt werden konnte (s. Abb. 59). Ein Waffenhersteller, der bereits mehrere Regierungsaufträge zur Ferti­ gung von größeren Mengen Pistolen erhalten und ausgeliefert hatte, schreibt 1808 in einem Brief an den Marineminister: «Ich finde, daß, wenn ich einen Arbeiter ein bestimmtes Teil einer Pistole 2000mal anfertigen lasse, ich da­ durch wenigstens % der Arbeitszeit spare, die er gebrauchen würde, wenn ich die Pistolen in kleinen Mengen anfertigen ließe, und die Arbeit wird um so besser, je schneller sie ausgeführt wird» (s. Roe 1927, S. 113). Ein Besucher einer solchen Waffenfabrik schrieb: «Die Konstruktion die­ ser Maschinen ist eine derartige, daß sie von wenig ausgebildeten Leuten bedient werden können und doch ihre Arbeit mit solcher Geschicklichkeit ausführen, daß, wenn die einzelnen Gewehrteile nachher zusammengesetzt werden, sie genauso zusammenpassen, als ob jedes Teil von einem ausgebil­ deten Mann hergestellt worden wäre» (s. Wittmann 1960, S. 94). In diesen Zitaten sind die Grundzüge der Arbeitsteilung und die ersten Ansätze zur Normierung von Bauteilen klar ausgedrückt. Wie bei anderen wichtigen Stationen in der Entwicklung der Technik waren es auch hier die wirtschaftlichen und sozialen Randbedingungen, die einer technologischen Neuerung den Durchbruch sicherten: - Eine große Nachfrage nach Handfeuerwaffen durch die Regierung, und auch von privater Seite, so daß große Stückzahlen gleicher Werkstücke gefertigt werden mußten. - Der Mangel an qualifizierten Büchsenmachern, der die Aufteilung der handwerklichen Einzelfertigung in einzelne spezialisierte Arbeitsgänge erzwang. - Das Fehlen einer hemmenden Tradition. Die Produktionsmethoden der Waffenhersteller setzten sich bereits nach wenigen Jahren auch in anderen Bereichen des amerikanischen Maschinen­ baues durch, so daß in Europa bald vom «amerikanischen Fabrikationssy­ stem» gesprochen wurde.

Fräsen statt Feilen Den Bemühungen und Versuchen der amerikanischen Waffenproduzenten, eine wirksame Maschine herzustellen, die das teure Feilen von Hand über­ nehmen konnte, ist die Entwicklung einer der vielseitigsten modernen Werk­ zeugmaschinen - der Fräsmaschine - zu verdanken. Über ihre genauen Ent-

88

60: Fräsmaschine von Eli Whitney aus dem Jahre 1818. Der Ständer bestand aus einem groben Holzblock mit eisernen Füllen. Die Frässpindel wurde über eine Schnuncheibe angetrieben und lief in Weißgußlagern. Der Frästischvonchub erfolgte entweder von Hand oder mechanisch. Der mechanische Vorschub wurde durch Anheben der An­ triebsschnecke eingerückt (vgl. Abb. 61).

stehungpumstände liegen keine gesicherten Erkenntnisse vor. Man nimmt heute nicht unwidersprochen an, daß sowohl E. Whitney wie auch S. North in den 20er Jahren des 19. Jahrhunderts Fräsmaschinen verwendet haben und daß sich die oben wiedergegebenen Zitate auf solche Fräsmaschinen beziehen (s. Woodbury 1960) (s. Abb. 60 und 61).

89

61: Vorschubantrieb der Whitneyschen Fräsmaschine, links eingerückt, rechts ausge­ rückt.

Die ersten Fräser waren gemäß ihrem ursprünglichen Verwendungszweck - dem mechanisierten Feilen - Scheiben oder Walzen mit feilenartigen Zäh­ nen (s. Abb. 62). Die eigentliche Bedeutung des Fräsens lag jedoch nicht in der Verringerung der Arbeitszeiten, sondern darin, daß zum erstenmal, auch bei nicht drehsymmetrischen Bauteilen eine exakt gleichbleibende Form (Formfräser) mit hoher Paßgenauigkeit hergestellt werden konnte. Zuvor hatte eine Passung als gut gegolten, wenn ein Blatt Papier leicht, zwei Blatt Papier jedoch nicht darin hin und her geschoben werden konnten. 62: Scheiben und Formfräser aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wegen der klei­ nen Zähne setzten sich die Frä­ ser bald mit Spänen voll, was zu hohem Verschleiß führte. Zum Schärfen mit der Feile mußten die Fräser weichgeglüht wer­ den. Beim anschließenden Här­ ten traten dann häufig Risse auf. Die Firma Brown & Sharpe entwickelte 1864 den ersten hinterdrehten Fräser, dessen Zahnform beim Nachschleifen erhalten blieb.

90

63: Fräsmaschine vom Typ «Lincoln-Miller» um 1850.

Die Weiterentwicklung der Fräsmaschine wurde vor allem von regierungs­ eigenen Waffenfabriken betrieben. Mit dem als «Lincoln Miller» bekannten Fräsmaschinen-Typ setzte sich um 1850 schließlich die Konstruktionsform der einfachen Fräsmaschine durch (s. Abb. 63). Die von Brown & Sharpe 1862 entwickelte Universal-Fräsmaschine ist ne­ ben der Entwicklung der Drehbank mit Support und Leitspindel durch Maudslay eines der bedeutendsten Beispiele für eine Maschine, die, als Spe­ zialmaschine konstruiert, unbeabsichtigt die Fertigungstechnik in weiten Be­ reichen veränderte, indem die mit ihr gewonnenen Erkenntnisse auf andere Fertigungsprozesse übertragen wurden. Die Anregung für die Universal-Fräsmaschine lieferte zu Beginn des ame­ rikanischen Bürgerkriegs (1861-1865) die Fabrikation von Musketen. In die Zündstifte der Gewehre mußte ein genaues Loch gebohrt werden, wozu Wendeibohrer verwendet wurden, deren Nut von Hand in den Rohling ein­ gefeilt war. Da dieses Verfahren recht umständlich und zeitraubend war, erhielt die Firma Brown & Sharpe den Auftrag, die Herstellung der Wendelbohrer zu verbessern (s. Abb. 64). Browns Lösung war die Universal-Fräs­ maschine, die er an die Waffenfirma verkaufte. Da sie eine erstaunlich nützli­ che Maschine war, mit der nicht nur Nuten in Wendeibohrer geschnitten werden konnten, fanden sich Käufer in sämtlichen Branchen der Metallbear­ beitung (s. Abb. 65).

91

64: Wendeibohrer von 1822 (rechts) und 1980. Der gefräste Wendeibohrer tat viel für den Ruf der amerikanischen Werkzeu­ ge. Allein in den sechziger Jahrendes 19. Jahrhunderts wurden mehrere Wendelbohrerfabriken in den USA gegründet. Abgesehen von der Wahl immer besserer Stähle hat der Wendeibohrer bis heute im­ mer wieder Abänderungen in seiner Form­ gebung erfahren.

65: Erste Universal-Fräsmaschine von Brown & Sharpe, 1862. Die Univer­ salfräsmaschine besitzt anders als die einfache Fräsmaschine einen schwenk- und kippbaren Frästisch, so daß unter Verwendung eines Teil­ apparates auch kompli­ zierte Formen, z. B. Wendelnuten, gefräst werden können.

92

Revolverdrehbank Der nächste wichtige Beitrag der Waffenhersteller innerhalb der Entwick­ lung des Werkzeugmaschinenbaues war 1845 die Erfindung der Revolver­ drehbank durch Stephen Fitch (s. Abb. 67,137 und 138). Zusammen mit der Fräsmaschine wurde sie für die Herstellung aller Produkte, die auf aus­ tauschbaren Einzelteilen aufbauen, unentbehrlich. Die bedeutsamste Ver­ besserung machte Christopher Spencer, der Erfinder des Repetiergewehrs. Bei seinen Forschungen zur Automatisierung der Schraubenherstellung er­ fand er die automatische Revolverbank, die 1873 patentiert wurde (vgl. dazu auchS. 147ff).

Nähmaschine Von 1860-1870 wurde die industrielle Herstellung von Nähmaschinen zügig ausgebaut. Zwischen 1853 und 1874 wurden 3,5 Millionen Stück fabriziert. Der Einfluß einer derartig umfangreichen Produktion von Präzisionsmaschi­ nen auf den Bau von leichten Werkzeugmaschinen war gewaltig. Nähmaschinen verlangten eine Präzision, die weit über die bei der Herstel­ lung von Gewehren und Pistolen benötigte hinausging. Außerdem wurden

66: Hochleistungs-Uni­ versalfräsmaschine von Brown & Sharpe, 1870. Die Maschine besitzt ei­ nen Gegenhalter für die Abstützung des Fräs­ doms.

93

67: Erste Revolverdreh­ bank von Stephen Fitch, 1845. Beider Revolver­ drehbank erfuhr der Support eine wesentliche Umgestaltung. Er wurde als Mehrfachwerkzeug­ halter gebaut, der durch Drehen (sich drehen heißt auf englisch: revolve)die Werkzeuge der Reihe nach in Arbeitsstellung bringt. Dies hat den Vor­ teil, daß Werkstücke mit mehreren Präzisionskom­ ponenten ohne Umspan­ nen gefertigt werden können.

sie dauernd gebraucht, so daß die Nachfrage zumindest konstant blieb. Die Herstellung von Austauschteilen wurde unerläßlich, die Entwicklung von neuen Maschinen und Techniken rentabel. Den von den Waffenherstellem entwickelten Revolverdrehbänken und Fräsmaschinen verhalfen sie zu ei­ nem breiten Anwendungsgebiet. Wie schärfte man Fräser Im Schwermaschinenbau standen der Anwendung des Fräsens jedoch noch einige Hindernisse entgegen. Dies hatte mehrere Gründe, die sich wechsel­ seitig beeinflußten. Zunächst ließen die kleinen Zähne und Spanräume der ersten Fräser keine mit dem Hobeln vergleichbaren Spanieistungen zu. Auch die Standzeiten der Fräser waren wegen der ungünstigen Zahnformen recht gering. Dieser Nachteil wurde noch dadurch verstärkt, daß das Nachschärfen der Fräser ein aufwendiges Verfahren war. Weil geeignete Schleifscheiben und Schleifmaschinen fehlten, wurden die Zähne mit der Feile nachbearbei­ tet. Dazu mußten die Fräser weichgeglüht und nach dem Schärfen wieder gehärtet werden, wobei es häufig zu Härterissen kam. Größere Werkstücke wurden wegen dieser Mängel nicht gefräst, sondern gehobelt. Das Arbeits­ feld des Fräsens beschränkte sich hauptsächlich auf das Fertigen kleiner Mas­ senteile mit unregelmäßigen Formen, die nur mit Formfräsem exakt herzu­ stellen waren. Als dann die Entwicklung eines Fräsers mit großen, hinterdrehten Zähnen eine Steigerung der Schnittleistung ermöglicht hätte, erwiesen sich die Fräs-

94

maschinenkonstruktionen als zu schwach, und als diese verstärkt waren (s. Abb. 66), zeigten die Werkzeugstähle eine zu geringe Warmfestigkeit, um die mit den verbesserten Fräsern und Maschinen möglichen Schnittleistun­ gen (bei wirtschaftlichen Standzeiten) fahren zu können. Da beim Fräsen bereits bei nur einem stumpfen Zahn der gesamte Fräser nachgeschärft wer­ den muB, stand als nächster Schritt die Vereinfachung und Verfeinerung des Nachschärfens auf der Tagesordnung der Fertigungstechniker und Werk­ zeugmaschinenhersteller.

Schärfere Werkzeuge, prärisrir Werkstücke Schleifscheiben und Schleifmaschinen Die aus Europa bereits einige Jahrzehnte bekannten, jedoch nur vereinzelt benutzten künstlichen Schleifscheiben wurden den Anforderungen des ame­ rikanischen Werkzeugmaschinenbaus entsprechend verbessert. Reiche La­ ger an Naturkorund, dem besten und teuersten Schleifmittel dieser Zeit, wa­ ren in den USA kurz zuvor entdeckt worden. So konnten Schleifscheiben mit regelmäßiger Körnung und gleichbleibend großer Härte zu wirtschaftlichen Preisen hergestellt werden. Das Schärfen der Fräser war jetzt ohne vorheriges Ausglühen möglich. Und schon bald wurde das Schärfen der Werkzeuge, das bis dahin mehr unregelmäßig und unsystematisch durch die einzelnen Maschinenarbeiter erfolgte, einer zen­ tralen, mit Spezialvorrichtungen und -maschinen ausgestatteten Sonderab­ teilung übertragen. Außer zur Instandhaltung der Werkzeuge wurde das Schleifen noch in ei­ nem zweiten Bereich angewandt, der durch die rasche Verbreitung der Näh­ maschine wesentliche Entwicklungsimpulse erhielt. Die Verwendung eines technisch so komplizierten Systems im einfachen Haushalt hatte die Hersteller von Nähmaschinen vor enorme technische Pro­ bleme gestellt. Einerseits sollte die Maschine ruhig arbeiten, damit das Nä­ hen in der Wohnung nicht störte. Andererseits mußte ihre Reparatur billig und einfach sein, um den Aufwand für den Kundendienst möglichst klein zu halten. Diese beiden Voraussetzungen erforderten ein Präzisionsgerät mit austauschbaren Teilen. Hier stand das Schleifen vor seinem zweiten, bis dahin wenig genutzten Funktionsbereich, der Feinstbearbeitung von Oberflächen. Bisher hatte man Maschinenbauteile in der Regel nur dann geschliffen, wenn ihre Härte ein anderes Bearbeitungsverfahren ausschloß. So hatte man z. B. die Laufflä­ chen von Waggonrädem, die sich im Betrieb kalt verfestigt hatten, abge­ schliffen, da sie sich nicht mehr abdrehen ließen. Jetzt galt es Schleifmaschinen zu entwickeln, mit denen die vorgefrästen oder vorgedrehten Flächen genau und mit hoher Oberflächengüte fein bear-

95

68: (Jniversal-Schleifmaschine von Brown & Sharpe, um 1890, mit Schleifscheiben und Maschinenteilen. Die Maschine diente zur Bearbeitung zylindrischer und koni­ scher Stücke.

96

70: Bessemer-Werk der Firma Krupp. Beim Windfrischen wird Roheisen, das wegen seines hohen Gehaltes an Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor und anderen Verunreini­ gungen nicht schmiedbar ist, flüssig in einen birnenförmigen Konverter gefüllt. Durch das flüssige Roheisen wird Luft geblasen, wodurch die Verunreinigungen verbrannt werden. Da H. Bessemer für die Ausmauerung saures Gestein (Quarz und Flußspat) verwendete, konnte nach seinem Verfahren nur phosphorarmes Roheisen, wie es vor allem in England gefördert wird, gefrischt werden. Erst mit der Erfindung des Tho­ mas-Verfahrens, um 1875, bei dem eine basische Ausmauerung (Dolomitstein) ver­ wendet wurde, konnte auch der Phosphor des Roheisens gebunden werden. Damit erst gewannen auch die Eisenvorkommen in Lothringen und bei Salzgitter Bedeutung für die Stahlherstellung. Das Thomas-Verfahren wird heute zunehmend durch Sauer­ stoff-Aufblasverfahren ersetzt. Bei diesen Verfahren wird an Stelle der Luft reiner Sauerstoff zur Verbrennung der Eisenbegleiter verwendet (Holzstich, 1890).

69: Vom Amerikaner Nendell P. Norton 1894 zum Patent angemeldete Drehmaschine mit Vorschubwechselgetriebe. 1892 hatte Norton ein Schwenkrad-Vorschubgetriebe, die sogenannte Nortonschwinge, entwickelt. Diese wird heute noch in verbesserter Ausführung bei mechanisch schaltbaren Vorschubgetrieben verwendet. Durch die Nortonschwinge konnten die zum Gewindeschneiden notwendigen Wechselradsätze erheblich reduziert werden. Bei der abgebildeten Drehmaschine diente die Leitspindel gleichzeitig als Zugspindel. Wegen der einfachen und preiswerten Konstruktion, sowie der Möglichkeit, mit Hilfe einer unterhalb der Leitspindel angeordneten Schaltstange den Vorschub vom Werkzeugschlitten aus zu- und abschalten zu können, war diese Drehmaschine um die Jahrhundertwende sehr gefragt (s. Steeds 1969, S. 100).

97

beitet werden konnten. Mit der Konstruktion der Univenalrundschleifmaschine durch Brown & Sharpe (1874) fand diese Entwicklung einen ersten Höhepunkt (s. Abb. 68). Die Erweiterung und Ausgestaltung der Schleiftechnik wirkte auch auf den Werkzeugmaschinenbau selbst zurück. Die Oberflächengüte und Maß­ genauigkeit von Lagern, Wellen und Führungen der Werkzeugmaschinen verbesserte sich. Das war die Grundvoraussetzung für eine wirtschaftliche Zerspanung von Stahl, der immer häufiger auch für Maschinenteile verwen­ det wurde und damit das Guß- und Schmiedeeisen in immer mehr Bereichen verdrängte.

Neue Erkenntnisse bei der Stahlherstellung Stahl war durch die Einführung neuer Frischverfahren in Europa, des Wind­ frischens durch Henry Bessemer (1856) (s. Abb. 70) und des Herdfrischens durch Friedrich Siemens und Pierre Martin (1864) in großen Mengen her­ stellbar geworden. Im Zuge der Entwicklung der neuen Stahltechnologie wurden auch die positiven Auswirkungen von Wolfram und anderen Legie­ rungselementen auf die Eigenschaften von Stahl erkannt. Der nach seinem Erfinder als Mushet-Stahl benannte niedriglegierte Werkzeugstahl (5-8% Wolfram, 1,9% Mangan und 0,6 % Silizium und Chrom) ermöglichte bereits eine fünfzigprozentige Steigerung der Schnittgeschwindigkeit. 71: Grenzrachenlehre der Fa. Pratt & Whitney aus dem Jahre 1882 (nach dem Katalog der Firma vom Jahre 1889), zum Messen von rohem Rund­ eisen für den Eisenbahn­ wagenbau.

72: KontrollmeBscheiben mit Ständer für 6 Größen der in der Abbildung 71 dargestellten Grenzra­ chenlehre. Der Katalog empfiehlt, nach erfolgter Abnutzung der Rachen diese durch leichte Ham­ merschläge nachzu­ richten.

In Verbindung mit den beschriebenen Verbesserungen bei Formgebung und Schliff der Fräser war jetzt auch das Fräsen größerer Flfichen wirtschaft­ licher.

Lehren vereinfachen das Messen Hand in Hand mit der Entwicklung des Austauschbaues und der Verbesse­ rung an Werkzeug und Maschine kam es zur Einführung fester Lehren und Toleranzen, deren Grundlage Joseph Whitworth ja bereits entwickelt hatte. Whitworth war jedoch den Bedürfnissen des Maschinenbaus vorausgeeilt. Erst die Massenproduktion von austauschbaren Prfizisionsteilen schuf die wirtschaftliche Voraussetzung für die Durchsetzung der Grenzlehrdome und der Grenzrachenlehren (s. Abb. 71 und 72). Deren wesentliche Vorteile: - Unabhängigkeit von der Unberechenbarkeit des menschlichen Auges, - gleichbleibende Genauigkeit, - einfache Handhabung traten jetzt deutlich hervor. Das Messen, auch sehr präziser Teile, war fast narrensicher geworden, so daß die Kontrolle von der Fertigung getrennt durch angelernte Kräfte erfol­ gen konnte, was bedeutend wirtschaftlicher war. Andere Aufgaben - andere Entwicklung Die Suche nach wirtschaftlicheren Verfahren führte im Werkzeugmaschi­ nenbau zu Beginn der neunziger Jahre zur Entwicklung von schaltbaren Vor­ schubgetrieben (s. Abb. 69). Diese erlaubten nicht nur, die Zahl der zum Gewindeschneiden notwendigen Wechselräder erheblich zu reduzieren, son­ dern ermöglichten auch eine schnelle Wahl des zur jeweiligen Schnittge­ schwindigkeit passenden Vorschubs. Allgemein war die Entwicklung im amerikanischen Werkzeugmaschinen­ bau dadurch gekennzeichnet, daß hauptsfichlich leichte, oft spezialisierte Werkzeugmaschinen, wie Revolverdrehbfinke, Fräsmaschinen und Schleif­ maschinen gebaut wurden, die bei relativ geringer Spantiefe, hohe Schnittge­ schwindigkeiten zuließen. Der bestimmende Einfluß dieser Entwicklung ging von den Produktions­ erfordernissen der Waffen- und Nfihmaschinenhersteller aus. In England da­ gegen waren es vor allem die Probleme der Textilindustrie, des Dampfma­ schinenbaus und später die Erfordernisse der sich rasch entwickelnden Ei­ senbahnen gewesen, welche den Werkzeugmaschinenbau beeinflußten und zur Produktion von schweren Werkzeugmaschinen wie Drehbfinken, Hobel­ und Bohrmaschinen führten. Wfihrend in England und in Amerika in der Mitte des 19. Jahrhunderts der Werkzeugmaschinenbau, wenn auch mit unterschiedlichen Schwerpunkten und Entwicklungstendenzen, dabei war, sich zum eigenständigen Industrie­ zweig zu entwickeln, war Deutschland in technologischer Sicht immer noch 99

Entwicklungsland. Welche Ursachen und Hintergründe diese Rückständig­ keit hatte und wie es der deutschen Industrie gelang, das technologische De­ fizit innerhalb weniger Jahrzehnte aufzuholen (vgl. Tabelle S. 79) und sich einen Spitzenplatz im internationalen Wettbewerb zu sichern, soll in den fol­ genden Kapiteln dargestellt werden.

Vom Entwicklungsland zur Wirtschaftsmacht Deutschland nach 1648 Der nach dem Dreißigjährigen Krieg im «Westfälischen Frieden» 1648 ge­ schlossene Friedensvertrag sicherte den Landesfürsten gegenüber dem Kai­ ser die volle Landeshoheit. Eine weitere Schwächung der Zentralgewalt des Kaisers des «Heiligen Römischen Reiches Deutscher Nation» erfolgte durch Gebietsabtretungen an Frankreich und Schweden. Das Reich zerfiel prak-

73: Die deutschen Länder wurden durch die Folgen des 30jährigen Krieges in ihrer Entwicklung weit zurückgeworfen; das Deutsche Reich blieb auch nach dem Westfäli­ schen Frieden (1648) bis Anfang des 19. Jahrhunderts in viele kleine, selbständige Feudalstaaten zerstückelt. In England und Frankreich dagegen entwickelten sich, wenn auch auf sehr verschiede­ nen Wegen, Nationalstaaten mit zentraler Staatsgewalt.

100

tisch in einige Königreiche sowie mehrere Fürsten- und Herzogtümer und viele kleine souveräne Grafschaften (s. Abb. 73). Deutschland wurde durch die Kriegsereignisse um mehr als 100 Jahre zurückgeworfen. Das Volksver­ mögen war zu rund 50 Prozent vernichtet. Mehr als einem Drittel der Ge­ samtbevölkerung hatte der Krieg das Leben gekostet. Das geistige Schaffen und die politische Willensbildung der unteren und mittleren Bevölkerungs­ schichten, der Landbevölkerung und des städtischen Bürgertums, die das spätere Mittelalter noch gekennzeichnet hatten, waren abgestorben. Im re­ gionalen Rahmen erhielten die Zünfte Ordnungs- und Polizeirechte. Durch die damit verbundene Festschreibung der mittelalterlichen Fertigungsver­ fahren erstarrte die technisch-gewerbliche Entwicklung an ihrem Tiefpunkt. Das hatte unter anderem zur Folge, daß die von sogenannten «aufgeklärten» Landesherm zum Aufbau und zur Lenkung der Wirtschaft und Technik ein­ gesetzten Beamten (Kameralisten) anfangs keinerlei technologisches Den­ ken und Urteilsvermögen aufwiesen (Treue 1974, S. 132). Es wurden auslän­ dische, meist französische Fachleute verpflichtet, die den Wiederaufbau vor­ antreiben sollten. Die langen Preußisch-Österreichischen Kriege, der Schlesische (1740-

1745) und der Siebenjährige Krieg (1756-1763), brachten für Preußen zwar beträchtliche Landgewinne, hemmten aber in den deutschen Ländern aufs neue die Entwicklung der durch die Kameralisten mühsam aufgebauten ge­ werblichen Wirtschaft. Die als Folge dieser Kriege entstandene Polarität zwi­ schen der neuen Großmacht Preußen und der alten Reichsgroßmacht Öster­

reich verhinderte für weitere hundert Jahre den für ein wirtschaftliches Wachstum notwendigen politischen Zusammenschluß der Länder des Deut­ schen Reiches. Als in England bereits die ersten Textilfabriken mit Dampfmaschinen be­ trieben wurden und in Frankreich die Vorherrschaft des Adels durch die große Bürgerliche Revolution (1789-1796) beseitigt wurde, sank Deutsch­ land im potitisch-wirtschaftlichen Bereich zum Hinterhof Europas herab. Die Deutsche Klassik Bemerkenswert ist, daß gerade in dieser Zeit die Kultur in Deutschland dem Höhepunkt, der heute als Klassik gilt, zusteuerte. Dichter wie Schiller und Goethe, Musiker wie Mozart und Beethoven und Philosophen wie Kant und Hegel, die heute noch Maßstäbe setzen, waren bedeutende Träger der euro­ päischen Kultur. Ihre Leistungen standen im krassen Gegensatz zum deut­ schen Alltag dieser Zeit. Daß die deutsche Wirtschaft und Technik in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts innerhalb weniger Jahrzehnte den tech­ nologischen Rückstand aufholen konnte, lag zu wesentlichen Teilen daran, daß das bürgerliche Bewußtsein - wenn auch nicht politisch, so doch zumin­ dest im technisch-wirtschaftlichen Bereich - wieder erwachte und sich gegen Adel und Großgrundbesitzertum (Junker) durchsetzen konnte.

101

74: Die Erstürmung der Bastille am 14. Juli 1789. Mit dem Sturm auf die Bastille, das Pariser Stadtgefängnis, schlug in Paris die schon seit Jahren wachsende Unzufrieden­ heit mit den wirtschaftlichen und politischen Verhältnissen in eine erste revolutionäre Handlung um. Diese setzte das Zeichen für den Aufstand des dritten Standes, der Bauern, Arbeiter und Bürger gegen die Vorrechte des Adels und des Klerus in ganz Frankreich. Der bereits morsche Ständestaat konnte dem revolutionären Druck der Massen der Bevölkerung nicht widerstehen. Unter der Losung «Freiheit, Gleichheit, Brüderlichkeit» wurde die Ständeordnung durch allgemeingültige Menschen- und Bürgerrechte ersetzt (Gemälde, 18. Jahrhundert). 1799 riß der Revolutionsgeneral Napoleon Bonaparte (1769-1821) durch einen Staats­ streich die Macht an sich. Da er wesentliche Errungenschaften der Revolution vor allem die Abschaffung der Privilegien des Adels - beibehielt, fand seine Politik die Zustimmung des größten Teils der Bevölkerung. 1804 kam er dem «Wunsch der Fran­ zosen» nach und ließ sich zum Kaiser krönen.

Von Niederlagen und Refonnversprechen

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts war das Napoleonische Frankreich die vor­ herrschende Macht in Europa. Der General der Französischen Revolution, Napoleon Bonaparte, hatte sich nach einem Staatsstreich (1799) zum Kaiser 102

der Franzosen gekrönt (1804) und in den Kriegen von 1805 und 1806PreuBen und Österreich besiegt. Das ehemalige «Heilige Römische Reich Deutscher Nation», das politisch schon seit Jahrhunderten nicht mehr existiert hatte, wurde nun auch formal aufgelöst (1806).

Gewerbefreiheit Im Zuge der Eroberung der deutschen Länder durch Napoleon kam es vor allem in Preußen zu grundlegenden Reformen, die die Privilegien des Adels abbauten. Nach der Reformierung des Heereswesens wurde 1810 die Leibei­ genschaft der Bauern aufgehoben und die allgemeine Gewerbefreiheit einge­ führt, die den Zunftzwang im Handwerk beseitigte. Befreiungskriege Als Napoleons Macht durch die Niederlage im Rußlandfeldzug (1812/13) deutlich angeschlagen war, riefen die deutschen Fürsten mit den Verspre­ chungen, ein einheitliches, freies, deutsches Reich schaffen zu wollen, das Volk zu den Waffen. In den folgenden Schlachten der Befreiungskriege (Völkerschlacht bei Leipzig 1813 und Schlacht bei Waterloo 1815) erkämpf­ ten die zum großen Teil aus Freiwilligen bestehenden deutschen TYuppen zwar den Sieg über Napoleon, aber nicht die Freiheit und Einheit des deut­ schen Reiches. Auf dem Wiener Friedenskongreß 1815 blieben die deut­ schen Fürsten ihre Versprechungen schuldig, Preußen und Österreich ran­

gen weiter um die Vorherrschaft in Deutschland. Abgesehen von einigen geographischen Veränderungen zugunsten der beiden Großmächte blieb Deutschland, wie es war: ein in 39 feudale Einzelstaaten zerrissenes, wirt­ schaftlich unterentwickeltes Land.

Anfänge der Industrialisierung in Deutschland Nach Aufhebung der von Napoleon gegen England verhängten «Konti­ nentalsperre» nahm die technisch-wirtschaftliche Entwicklung in Deutsch­ land, unter den Einflüssen des englischen Maschinenbaues, der zu dieser Zeit bereits «Weltruf» hatte, die ersten Anläufe zur Industrialisierung. Es wurden Dampfmaschinen für den Bergbau und Webstühle für die Baumwollproduktion importiert. Die noch in spätmittelalterlicher Weise als Heim- und Verlagsindustrie organisierte Textilproduktion war der Kon­ kurrenz der englischen Textilfabriken bald nicht mehr gewachsen (s. Abb. 75). Auch durch die Niedrigstlöhne war der Zwang zur Modernisierung - und das hieß Mechanisierung und Wegrationalisierung von Arbeitsplätzen in der Heimindustrie - nicht aufzuhalten. Als Folge dieser ersten Strukturkrise der jungen deutschen Industrie kam es 1844 zu den Weberaufständen in Schle­ sien (s. Abb. 76).

103

75: Weben von Hand (oben) sowie Weben in einer Webfabrik (unten). Bei der Textil­ herstellung äußerte sich der Übergang von der handwerklichen Tätigkeit zur fabrikmä­ ßigen Erzeugung besonders hart. Unzählige Weber mit ihren Familien verloren ihre Arbeit (Lithographie, um 1840/Stahlstich um 1835).

104

76: Weberzug von Käthe Kollwitz, 1897. Käthe Kollwitz’ Bilderzyklus bezieht sich auf das Drama «Die Weber» von Gerhart Hauptmann, in dem die sozialen Auswirkungen der ersten Strukturkrise in der Textilindustrie beschrieben werden (Radierung).

Von Einigkeit und Recht und Freiheit Mit dem Zollverein, in dem sich 18 der 39 deutschen Einzelstaaten im Jahr 1834 wirtschaftlich zusammengeschlossen hatten, war eine bedeutende Ver­ größerung des Absatzmarktes erreicht worden. Jetzt mußten die Waren nicht mehr an jeder Landesgrenze verzollt werden, was zuvor den Warenver­ kehr verzögerte und den Preis der Waren von Landesgrenze zu Landesgren­ ze erhöht hatte. Die Tatsache, daß die gewerbliche Wirtschaft die Einheit des Reiches mehr förderte als alle politischen Ideen und Forderungen, inspirierte Hoff­ mann von Fallersleben, der wenige Jahre später auch den Text des Deutsch­ landliedes schrieb, zu einem ironischen Lied über diesen Zollverein: «Schwefelhölzer, Fenchel, Bricken, Kühe, Käse, Krapp, Papier; Schinken, Scheren, Stiefel, Wicken. Wolle, Seife, Garn und Bier; Pfefferkuchen, Lumpen, Trichter,

105

Nüsse, Tabak, Gläser, Flachs; Leder, Salz, Schmalz, Puppen, Lichter, Rettich, Rips, Raps, Schnaps, Lachs, Wachs! Und ihr andern deutschen Sachen, Tausend Dank sei euch gebracht! Was kein Geist je konnte machen, Ei, das habet ihr gemacht: Denn ihr habt ein Band gewunden Um das deutsche Vaterland! Und die Herzen hat verbunden Mehr als unser Bund - dies Band» (Nach Venohr/Kabermann 1978, S. 244).

(ßrdiiprrlrgrnbrit.

77: Karikatur aus dem Jahr 1834. Grenzverlegenheit: «Sie sehen, Herr Grenzwächter, daB ich nix zu verzolln hab’, denn was hinte auf dem Wage is, hat die lippische Grenze noch nit überschritte, in der Mitt’ is nix, und was vom drauf ist, is schon wieder über die lippische Grenz drübe.»

Anstöße zur Industrialisierung in Deutschland Für einen schnelleren und billigeren Güterverkehr zwischen Rohstoffquelle, Produktionsort und Absatzmarkt sorgte das Aufkommen der Eisenbahnen in Deutschland (erste Eisenbahnstrecke Nümberg-Fürth, 1835 eingeweiht; s. Abb. 78). Die Entwicklung der Eisenbahn verbesserte jedoch nicht nur die Verkehrsbedingungen, sondern erhöhte gleichzeitig den Bedarf an Lokomo­ tiven, Waggons, Gleisen und Streckenzubehör (s. Abb. 79).

106

78: Einweihung der ersten deutschen Eisenbahnstrecke Nümberg-Fürth. Der Kupfer­ stich zeigt die Eröffnungsfahrt am 7. Dezember 1835.

79: Ausbau des Strecken­ netzes der Eisenbahnen in Deutschland und England zwischen 1840 und 1900.

Textilfabriken und Hüttenwerke importierten bald nicht mehr nur engli­ sche Maschinen, sondern gingen dazu über, in eigenen Werkstätten Maschi­ nen nachzubauen. Aber auch viele Zimmerleute, Schlosser und Schmiede wandten sich dem Maschinenbau zu, nachdem sie zuvor bei der Reparatur von englischen Maschinen Erfahrungen gesammelt hatten. In diesem Entwicklungsprozeß der Industrialisierung wurde der Einsatz von leistungsfähigeren Werkzeugmaschinen immer dringlicher. Denn trotz 107

der raschen Entwicklung des Maschinenbaus stand bei der Produktion im­ mer noch die handwerkliche Fertigung im Vordergrund. Die meisten Dreh­ bänke hatten nach wie vor Rad- oder Wippenantrieb und hatten häufig auch wenn sie schon von Dampfmaschinen angetrieben wurden - noch kei­ nen Support. Neben den Drehbänken wurden hauptsächlich Hobelmaschi­ nen und Bohrmaschinen verwendet. Fräsmaschinen gab es vor 1850 noch nicht in Deutschland. Als Maßstab für das Entwicklungstempo der deutschen Wirtschaft nach Gründung des Zollvereins sollen die folgenden Zahlen über die in verschie­ denen deutschen Ländern eingesetzten Dampfmaschinen dienen (Schröter 1962, S. 27 f).

Sachsen

Bayern

1812= 0 Stück 1825 = 3 Stück 1846 = 197 Stück

1816=

Preußen 8 Stück

1847 = 129 Stück

1837= 419 Stück 1849 = 1444 Stück

Zur Erinnerung: in England gab es 1800 ca. 500 und 1822 10000 Dampf­ maschinen!

Die Bürgerliche Revolution von 1848 Im Revolutionsjahr 1848 (s. Abb. 80) war der wirtschaftliche Rahmen für die längst fällige politische Einheit des Deutschen Reiches vorgegeben, aber die Bürgerliche Revolution scheiterte an der Uneinigkeit der revolutionären Schichten. Immerhin brachte sie das erste deutsche Parlament in der Frank­ furter Paulskirche. Da diese Nationalversammlung keine eigenen Machtmit­ tel zur Durchsetzung ihrer Beschlüsse hatte, schrumpfte ihre Bedeutung bald zu der eines Debattierclubs. 1849 ließ der König von Preußen die National­ versammlung durch seine Truppen auflösen. Bereits vorher hatten sich die revolutionären Schichten des Volkes enttäuscht von diesem Parlament abge­ wendet, da immer deutlicher wurde, daß die meisten Abgeordneten immer weitgehender bereit waren, sich mit den Fürsten auf Kosten der breiten Mas­ sen zu arrangieren. In Preußen, das zunehmend an politischem Einfluß auf die zersplitterten deutschen Kleinstaaten gewann, wurde in diesem Jahr: - ein Ministerium für Handel, Gewerbe und öffentliche Arbeit eingerichtet, - die Bergwerksteuer um 50% gesenkt und - die Gründung von Aktiengesellschaften erleichtert. Die jetzt, im Sinne der vermögenden Bevölkerungsschichten stabilisierten politischen Verhältnisse, sowie der Ausbau des «innerdeutschen» Marktes durch eine gegen England und Frankreich gerichtete Zollpolitik (s. Abb. 81) und die Ausweitung des Eisenbahnnetzes - vergrößerten die Investitionsbe­ reitschaft. 108

80: Barrikadenkampf im März 1848 in der Breiten Straße in Berlin. 1846 herrschte eine schwere Wirtschaftskrise mit Arbeitslosigkeit und Hungersnöten. Sie traf vor allem die lohnabhängige Arbeiterschaft und die nicht freien Bauern. Zur wirtschaftlichen Unzu­ friedenheit der unteren Volksschichten kam die wachsende Verbitterung des Bürger­ tums über die immer drückender werdende politische Unfreiheit. Der Ruf nach durch­ greifenden politischen, wirtschaftlichen und sozialen Reformen wurde immer lauter. Im März 1848 versuchte das Volk in allen deutschen Staaten durch Aufstände seine Forderungen durchzusetzen.

109

>

81: Politische Karikatur aus dem Jahre 1849. Die Darstellung zeigt eine fröhliche Ge­ sellschaft von Werkzeugen hinter den vom, Doppeladler gehüteten Schranken, an de­ nen der Import mit der französischen Eisenbahn und dem britischen Schiff seinen Zoll entrichten mußte, falls er das Idyll auf dem Festhügel vor der Stadt mit Fabrikhallen und rauchendem Schornstein stören wollte.

Die Gründung von Aktiengesellschaften zur Finanzierung von Großpro­ jekten im Bergbau, Hütten- und Eisenbahnwesen waren jetzt möglich. Trotz einiger Wirtschaftskrisen entwickelte sich die Schwerindustrie innerhalb von zwei Jahrzehnten zum führenden Wirtschaftszweig Deutschlands und inten­ sivierte dadurch die Entwicklung industrieller Produktionsmethoden. Das Wachstum der Schwerindustrie wurde noch durch die chemisch-technische Umwälzung bei der Roheisen- und Stahlerzeugung gefördert. Die Erfindung des Windfrisch-Verfahrens durch Henry Bessemer (1856) und des Herdfrisch-Verfahrens durch Friedrich Siemens und Pierre Martin erlaubte eine beträchtliche Steigerung der Stahlproduktion (vgl. S. 98).

110

Von der Nebenwerkstatt zur Fabrik Die wachsende Dimension und Leistungsfähigkeit der in der Schwerindu­ strie erforderlichen Maschinen und Apparate (s. Abb. 82), die jetzt aus Stahl und Eisen statt aus Holz gefertigt wurden, setzte der handwerklichen Her­ stellung natürliche Grenzen. Der Widerspruch zwischen Anforderungen und Möglichkeiten wurde durch den vermehrten Bau und den Einsatz von Werk­ zeugmaschinen gelöst. Mit dem Einsatz von Werkzeugmaschinen in der Ma­ schinenproduktion und der damit verbundenen schrittweisen Verdrängung des handwerklichen zugunsten des fabrikmäßigen Maschinenbaus war auch in Deutschland in den fünfziger und sechziger Jahren der wesentliche Schritt zur Industrialisierung getan.

Der Werkzeugmaschinenbau wird eigenständig In dieser Phase hat sich der Werkzeugmaschinenbau in Deutschland zu ei­ ner eigenständigen Abteilung innerhalb des Maschinenbaus entwickelt. Noch in den fünfziger Jahren hatten viele Maschinenfabriken ihre Werk­ zeugmaschinen selbst hergestellt. Mit den wachsenden Anforderungen an

82: Der Hammer-«Fritz». der erste bei Krupp eingeführte Dampfstielhammer, 1861. Ein Modell dieses Hammers zeigt das Deutsche Museum in der Abteilung Hütten­ wesen.

111

die Produktivität und Präzision der Maschinen überließ man die Herstellung von Werkzeugmaschinen in zunehmendem Maße den Fabriken, die sielt beim Bau von Werkzeugmaschinen bereits einen Namen erworben hatten^ Diese Fabriken spezialisierten sich schließlich auf den Bau von Werkzeugma-i schinen (s. Abb. 83). Waren die in den Anfängen des Werkzeugmaschinen * baus entstandenen Fabriken und Werkstätten zunächst noch stolz darauf« ähnlich wie ein Gemischtwarenhändler auf Bestellung alle Arten von Maschfc nen liefern zu können, so wandten sie sich in den fünfziger und sechziger Jahren immer mehr einer spezialisierten und standardisierten Produktion zu.j Als Beispiel sei hier auf die Firma J. Zimmermann in Chemnitz verwiesen« die 1848 zusätzlich zu ihrem sonstigen Programm den Bau von kleinen Bohr­ maschinen und Drehbänken aufnahm. 1854 spezialisierte sich die Firma au4

den Werkzeugmaschinenbau und erregte dadurch Aufsehen bei den anderen^

Maschinenbauern, die die Absicht, mit in Deutschland erzeugten Maschinen den englischen Maschinen Konkurrenz machen zu wollen, bespöttelten. Auf der Londoner Weltausstellung von 1862 erhielt die Firma - sehr zum Ärger der englischen Konkurrenz - für die ausgestellten Hobelmaschinen und Drehbänke einen ersten Preis (Buxbaum 1919, S. 107).

83: Werkzeugmaschinen der allgemeinen Ausstellung in Paris, 1867. Drehbänke, die einen Eindruck über den Entwicklungsstand des deutschen Werkzeugmaschinenbaus zur Mitte des 19. Jahrhunderts geben.

112

84: Radialbohrmaschine mit schwenkbarem Bohr­ kopf und eingespanntem Spitzbohrer.

ESCr •l-l-l

A j-Ul

12t i-

l-l-l l-l-l l-l-lkl 1-

•zü

Der Maschinenbau verlangte in diesen Jahren vor allem nach Universalund Spezialdrehmaschinen, nach Hobelmaschinen und Ständerbohrmaschinen. Aber auch Fräsmaschinen aus Amerika wurden gegen Ende der fünfzi­ ger Jahre in den Betrieben des Zollvereins eingesetzt. Beim Bohren fand in den sechziger Jahren noch eine wesentliche Verände­ rung statt.

Wendeibohrer Anstelle des Spitzbohrers, der selbst noch bei technisch weit fortgeschritte­ nen Radialbohrmaschinen verwendet wurde (s. Abb. 84), wurde jetzt immer häufiger der Wendeibohrer eingesetzt. Gewendelte Bohrer waren zwar bei der Holzbearbeitung schon seit langem bekannt (vgl. Abb. 10), wurden aber erstmals um 1820 in einer englischen Werkstatt für das Bohren von Metall verwendet. Etwa ab dieser Zeit wurde der Wendeibohrer auch in Amerika von den Waffenherstellem benutzt und hatte dort, wie oben beschrieben, bei dem Wunsch, ihn fabrikmäßig herzustellen, zur Entwicklung der UniversalFräsmaschine durch die Firma Brown & Sharpe geführt. Im Jahre 1868 be­ richtete ein Fachblatt, daß auch in Deutschland seit einiger Zeit derartige Bohrer hergestellt würden (s. Springer 1941, S. 64). 113

85: Spanbildung bei einem Wendelbohrer mit 60° Wendeisteigung. Nach Diagramm (Abb. 87) günstigste Spanbildung.

86: Spanbildung beim Spitzbohrer mit 90° Wendeisteigung. Nach Dia­ gramm (Abb. 87) ungünstigste Span­ bildung.

Daß der Wendeibohrer trotz seiner eindeutigen Vorteile gegenüber dem Spitzbohrer - bessere Führung des Bohrers in der Bohrung, - schneidende Zerspanungstatt schabenderSpanabnahme(s. Abb. 85 und86) - bessere Spanbildung und Spanabfuhr und der sich daraus ergebenden höheren Bohrleistung den Spitzbohrer nur langsam ablöste, könnte zumindest folgende Gründe gehabt haben, die aus einem Vergleich der in Abbildung 87 dargestellten Meßdiagramme ableitbar sind: - Beim Bohren in Grauguß mit kleinen Vorschüben unterscheiden sich die auftretenden Belastungen für Spitz- und Wendeibohrer nicht so deutlich wie beim Bohren in Stahl. Da bis zur Erfindung der Frischverfahren für Massenstähle hauptsächlich Grauguß und weiches Schmiedeeisen verar­ beitet wurden, konnten die Vorteile des Wendeibohrers nicht deutlich werden. Dies galt insbesondere, solange der Vorschub noch von Hand betätigt wurde, also sehr gering war. - Beim Bohren in Stahl fällt auf, daß das Drehmoment, das der an den Boh­ rerschneiden auftretenden Widerstandskraft proportional ist, ein Mini­ mum bei 60° Steigungswinkel hat und bei kleinerem Steigungswinkel wie­ der ansteigt.

114

87: Räumliche Darstellung von Vorschubdruck und Drehmoment über Wendelsteigung und Vorschub je Umdrehung. Links beim Bohren von GrauguB, rechts beim Bohren von Flußstahl.

Geht man davon aus, daß die ersten Wendeibohrer eine den Holzbohrern ähnliche Steigung von 35°-4O° hatten, was auf Grund der Abbildung 64 durch­ aus zu vermuten ist, so lag auch hier der Vorteil des Wendeibohrers nicht sofort auf der Hand. Auch hier gilt, daß die Belastungsunterschiede erst mit größeren Vorschüben deutlich wurden. Außerdem hatten die ersten Wendeibohrer offensichtlich keinen hinter­ frästen Steg, so daß die am Umfang auftretenden Reibungskräfte das Wider­ standsmoment noch erhöhten. Die Umfangsreibung erwärmte den Wendelbohrer rascher als den freischneidenden Spitzbohrer, was bei den verwende­ ten unlegierten, nicht warmfesten Werkzeugstählen ein wesentlicher Nach­ teil war. Wann der Wendeibohrer seine heutige Form erhalten hat, ist nicht genau bekannt. Die Normung von Wendeibohrern erfolgte erst nach dem Ersten Weltkrieg. Doch zurück zu den Anfängen der deutschen Werkzeug­ maschinentechnik .

Der deutsche Werkzeugmaschinenbau orientierte sich trotz des bereits er­ kennbaren Einflusses des amerikanischen Werkzeugmaschinenbaus nach wie vor an den englischen Vorbildern, wobei die besseren deutschen Werk­ zeugmaschinen in den sechziger Jahren bereits den englischen Standard er­ reicht hatten. Dagegen waren die durchschnittlichen Maschinen immer noch schlecht gegossen und schlecht gehobelt. Vor allem fehle-wie in einer engli­ schen Fachzeitschrift geschrieben wurde - die die Whitworthschen Maschi­ 115

nen auszeichnende Genauigkeit, da die Verwendung von Kaliber- und Ring­ lehren in Deutschland eine Ausnahme sei (Buxbaum 1919, S. 115). Daß Leh­ ren bei Whitworth wahrscheinlich auch nur in Sonderffillen - so vermutlich bei seinen Ausstellungsstücken - verwendet wurden, ist bereits oben ange­ merkt worden. Fertigungsgenauigkeit um 1860 Welche Genauigkeit damals im Werkzeugmaschinenbau üblich war, ist nicht genau festzustellen. Das Schaben wurde jedoch nur als ein Arbeitsverfahren zur Herstellung einer blanken Oberflfiche verwendet. Vielfach wurden Füh­ rungen gemeißelt, gefeilt und mit losem Schmirgel und Blei geschliffen. Zah­ lenwerte für Passungsspielrfiume gab es nicht. Auch bei der Gewindeherstel­ lung waren selbst auf Betriebsebene die Gewindehauptabmessungen noch nicht festgelegt. Nach wie vor paßte zu jeder Schraube nur eine ganz be­ stimmte Mutter.

Von Fabriken und Menschen Die Ursache der aus heutiger Sicht unzureichenden Fertigungsgüte lag in den sechziger Jahren des 19. Jahrhunderts jedoch nicht mehr so sehr an den unzu­ länglichen Fertigungsverfahren, sondern vielmehr an der Anspruchslosigkeit der Kunden. Außerdem fehlten im deutschen Werkzeugmaschinenbau die vorantreibenden Faktoren, wie sie ihn in Amerika beeinflußten. In Deutsch­ land gab es genug Handwerker; viele von ihnen hatten unter dem Konkur­ renzdruck der Industrie ihre Betriebe aufgeben müssen und drfingten jetzt als Arbeiter in die Fabriken. Andererseits hielten sich die verbleibenden Handwerksbetriebe zu ihrer Existenzsicherung immer mehr Lehrlinge, die nach Abschluß der Lehre im Handwerk jedoch keinen Arbeitsplatz fanden und ebenfalls in die Fabriken gingen und ein großes Reservoir an qualifizier­ ten Arbeitskräften bildeten. Ein Zwang zur Massenherstellung lag für die Maschmenhersteller ebenfalls nicht vor, da die Absatzmöglichkeiten wegen der vielen deutschen Einzelstaaten und der vielfach noch schwach entwickel­ ten Metallindustrie recht gering waren. Die ersten Branchen, die nach auswechselbaren nachzuliefemden Teilen verlangten, waren die Textilindustrie und das Eisenbahnwesen. Unter ihrem Einfluß begann die Einführung von Grenzrachenlehren und Grenzlehrdor­ nen, so daß die Reibahle nicht mehr wie bisher als Schneid- und Meßinstru­ ment, sondern nur noch als Schneidinstrument diente. Von diesen Branchen aus griffen die systematischen und exakten Herstellungsverfahren auf den allgemeinen Maschinenbau über. Trotzdem hielt man im deutschen Maschi­ nenbau bis Anfang der sechziger Jahre an der Meinung fest, «... daß die Maschinen nur vorarbeiten, wfihrend die Fertigarbeit von Hand auszuführen sei» (s. Buxbaum 1919, S. 116).

116

Beginnende Arbeitsteilung Das in den Fabriken noch übliche handwerkliche Fertigungsverfahren, bei dem Gesellen das Produkt unter Anleitung des Meisters als Ganzes herstell­ ten, teilte sich bereits während des oben beschriebenen Entwicklungszeitrau­ mes in folgende Arbeitsstufen: - Die spanabhebende Bearbeitung der Werkzeugmaschinen. Hier wurden die ehemals handwerklichen Arbeitsvorgänge am schnellsten und radikal­ sten durch Maschinenarbeit verdrängt, so daß in diesem Bereich immer mehr nicht qualifizierte und daher billige Arbeitskräfte eingesetzt werden konnten (s. Abb. 88). - Die Montage der einzelnen Maschinenteile. Die Einzelteile wurden zwar möglichst weit maschinell vorgefertigt, mußten aber bei der Montage ma­ nuell nachgearbeitet werden. Da es kein Passungssystem gab, mußte z. B. jedes Passungsteil einzeln in sein Gegenstück eingepaßt werden. Durch den großen Ausschuß wegen Ober- oder Unterschreitens der Maße wurde der Montageprozeß natürlich stark behindert und verzögert. Ob ein Teil

neu angefertigt werden mußte, stellte sich oft erst bei der Montage heraus (s. Abb. 89). Diese Gliederung des Produktionsprozesses auf Betriebsebene ließ neue spezialisierte Berufe entstehen. In der maschinellen Fertigung benötigten die Betriebe angelernte Arbeitskräfte für einfachere Maschinen wie auch gelern­ te Spezialisten für die Bearbeitung hochwertiger Werkstücke, deren Tätig­ keit sich später zu einem Beruf - z. B. Dreher - entwickeln konnte. Im Be­ reich der Montage war es u. a. der Maschinenschlosser, der sich als eigen­ ständiger Beruf durchsetzte. Die arbeitsteilige Produktion führte jedoch nicht nur zum Absterben der handwerklichen Fertigungsmethoden und zur Herausbildung neuer indu­ strietypischer Tätigkeiten, sondern stellte auch höhere Anforderungen an die allgemeine Bildung des Facharbeiters. In dem Maße, wie der ständige persönliche Kontakt bei der Leitung und Kontrolle der Arbeit zwischen Ar­ beiter und Meister nicht mehr möglich war, mußte die Arbeit geplant und vorbereitet werden. Zu diesem Zwecke wurden in den Maschinenfabriken technische Büros und Konstruktionsabteilungen eingerichtet.

Technisches Zeichnen Die Trennung von Konstrukteur und Arbeiter erzwang für beide Berufe eine verständliche Form der Mitteilung, das technische Zeichnen. Einer der gro­ ßen Techniker, die an der Ausgestaltung und Förderung des technischen Zeichnens maßgeblich beteiligt war, Ferdinand Redtenbacher, führte über das technische Zeichnen folgendes aus: «... nicht nur für den Entwurf,... auch für die Ausführung sind die Zeichnungen äußerst wichtig, denn es sind dadurch von vornherein alle Abmessungen und Formen aller Teile so scharf und fest bestimmt, daß es sich bei der Ausführung nur darum handelt, das, 117

88 und 89: Dreherei (oben) und mechanische Werkstatt (unten) in der Maschinenbau­ anstalt von Maffei (Holzstich, 1849).

118

was die Zeichnung darstellt, mit dem Konstruktionsmaterial identisch nach­ zubilden. Jeder Maschinenbestandteil kann im allgemeinen unabhängig von allen anderen ausgefQhrt werden, und dadurch ist es möglich, die Gesamtheit der Arbeiten unter eine große Anzahl von Arbeitern zu verteilen und das ganze Geschäft der Ausführung in der Weise zu organisieren, daß alle Arbei­ ten zur rechten Zeit, am geeignetsten Orte, mit dem geringsten Aufwand von Zeit und Kosten und Material und endlich mit einer Genauigkeit und Zuver­ lässigkeit ausgeführt werden können, die kaum etwas zu wünschen übriglas­ sen» (s. Redtenbacher, zit. n. Nedoluha 1960, S. 79). Die Zeichnungen (s. Abb. 90), die noch umständlich von Hand vervielfäl­ tigt werden mußten, gingen jedoch nicht in die Werkstätten, sondern blieben in der Hand des Konstrukteurs. Nach Redtenbacher ist es am zweckmäßig­ sten, die Arbeitszeichnungen,«... nach welchen die einzelnen Bestandteile in den Werkstätten auszuführen sind,... in natürlicher Größe entweder auf Papier oder auf Bretter zu übertragen. Die Kreidezeichnungen, welche schon seit langer Zeit in England in den Werkstätten eingeführt sind, sind 119

äußerst praktisch. Die Kreidestriche können aus größerer Entfernung gese­ hen werden, und dadurch kann das Gefühl die Verhältnisse aller Dimensio­ nen weit richtiger und leichter beurteilen, als wenn solche Details mit Blei­ stift auf dem Papier gezeichnet werden» (s. Redtenbacher, zit. n. Nedoluha 1960, S. 81). Schulische Bildung, Kinderarbeit, Gewerbeaufsicht Das Fertigen und Montieren nach Zeichnung erforderte von den Arbeitern aber zumindest Grundkenntnisse im Lesen und Schreiben sowie die Beherr­ schung der Grundrechenarten und ein gewisses Verständnis der Geometrie. Dies war zu der damaligen Zeit keine Selbstverständlichkeit. In den meisten deutschen Staaten gab es zwar eine allgemeine Schulpflicht. Diese stand je­ doch nur auf dem Papier. Eine behördliche Überwachung fehlte. Erst 1853 verbot ein Gesetz die Arbeit für Kinder unter zwölf Jahren! Die Arbeitszeit der zwölf- bis vierzehnjährigen wurde auf zwölf Stunden beschränkt. Eine Fabrikinspektion wurde eingeführt. «Doch bemühten sich noch lange einzel­ ne Unternehmer, die ihren Gewinn bedroht sahen, gemeinsam mit den Ar­ beitereitem, die für ihr Familieneinkommen fürchteten, das Gesetz unange­ wandt zu lassen. Immerhin setzte der Schulzwang der Kinderarbeit gewisse Grenzen, obwohl es auch hier oft an strenger Durchführung mangelte» (s. Hausherr 1960, S. 400). Unternehmen, die auf theoretische Kenntnisse ihrer Arbeiter angewiesen waren, erteilten in ihren Fabriken in sogenannten Fortbildungsschulen Unterricht im Lesen, Schreiben, Rechnen sowie Ma­ schinen- und Freihandzeichnen. Dieser Unterricht erfolgte in der Regel an Sonn- und Feiertagen oder in den Abendstunden.

Fabrikordnungen Außer den Anforderungen an die fachpraktischen Fertigkeiten und die allge­ mein-theoretischen Fähigkeiten veränderte die neue Fertigungsorganisation auch noch die Anforderungen an die sozialen Fähigkeiten der gelernten und ungelernten Fabrikarbeiter. Vom einzelnen wurde die Einordnung in ein Ar­ beitssystem gefordert, «... in dem er die ihm zufallende Teilaufgabe pünkt­ lich , regelmäßig, gleichmäßig ausüben mußte, damit der ganze Mechanismus nicht ins Stocken gerät» (s. Sombart 1928, S. 424). Weder die aus dem Handwerk kommenden gelernten Arbeiter noch die häufig aus der Landwirtschaft stammenden ungelernten Arbeiter waren sol­ che Arbeitsbedingungen gewöhnt: «sie verharrten im Schlendrian und Tradi­ tionalismus. Bemerkt wird in allen Arbeitern der Frühzeit ... der völlige Mangel an Fähigkeit und Willigkeit, überkommene, einmal erlernte Arten des Arbeitens zugunsten anderer, praktischerer aufzugeben, sich neuen Ar­ beitsformen anzupassen, zu lernen, den Verstand zu konzentrieren oder überhaupt zu gebrauchen» (s. Sombart 1928, S. 426). Sowohl die Einführung des Akkordlohnsystems wie die Verschärfung der 120

Fabrikordnungen sollten dazu beitragen, die Arbeiter in die Erfordernisse der arbeitsteiligen Produktion zu pressen. Zusammenfassend kann für diese Periode des Übergangs vom handwerkli­

chen zum industriellen Maschinenbau etwa zwischen der Revolution von 1848 und der ReichsgrQndung 1871 festgestellt werden, daß sich durch den umfangreichen Einsatz von Werkzeugmaschinen der Produktionsprozeß und damit auch die beruflichen Anforderungen grundsätzlich verändert hat­ ten und daß damit die technische Grundlage für den industriellen Auf­ schwung geschaffen war. GrAaderjahre ud Wirtachaftokrieea

Der bereits mehr als 100 Jahre schwelende Konflikt zwischen Österreich und Preußen um die Führungsrolle in Deutschland führte schließlich 1866 zum «Deutschen Krieg». Die entscheidende Schlacht bei Königgräz gewann die preußische Armee unter General Moltke. Aus diesem Sieg Preußens über Österreich entwickelte sich ein gespanntes

Verhältnis zu Frankreich. Nach einer Provokation des französischen Kaisers Napoleon III. durch den preußischen Ministerpräsidenten Otto von Bis­ marck kam es zum Deutsch-Französischen Krieg von 1870/71. Für Frank­ reich unerwartet, unterstützten die süddeutschen Staaten Preußen, so daß Frankreich besiegt werden konnte. Die nationale Kriegsbegeisterung nützte Bismarck, um die deutschen Monarchen zur Gründung eines «Deutschen Reiches» zu überreden. Die Proklamation des preußischen Königs Wil­ helm I. zum Deutschen Kaiser erfolgte im besiegten Frankreich im Spiegel­ saal des Schlosses zu Versailles. Dem Sieg über Frankreich, der dem Deutschen Reich neben Elsaß-Lothringen mit seiner Schwerindustrie auch noch eine Zahlung von fünf Milliar­ den französischen Franken in Gold einbrachte, folgte ein Wirtschaftsauf­ schwung. Durch die nach Jahrzehnten der Unsicherheit endlich erreichte na­ tionale Einigung wuchs das Vertrauen und die Zuversicht des Bürgertums in die politische Zukunft Deutschlands. Was mit der Gründung des Zollvereins eingeleitet worden war, fand mit der Einigung des Deutschen Reiches seinen Abschluß: Deutschland wurde ein einheitliches großes Wirtschaftsgebiet. Man beseitigte weitere Hemm­ nisse für eine auf Spezialisierung und Standardisierung aufbauende indu­ strielle Produktion. Maße, Gewichte und Währungen der deutschen Länder wurden vereinheitlicht. Damit waren neben politischen auch die technologi­ schen Voraussetzungen für die Vollendung der industriellen Revolution in Deutschland gegeben.

Die Gründerjahre In diesen Jahren, den sogenannten Gründerjahren (1870-1873) wurden viele

121

neue Maschinenfabriken gegründet. Die bereits vor der Reichsgründung vorhandene Tendenz, die Produktionsvielfalt zugunsten der Produktion von bestimmten Maschinenarten aufzugeben, setzte sich fort. Wie stark sich die­ se Tendenz in den Unternehmen durchsetzte, war wesentlich durch deren Kapitalkraft und die Größe des Absatzmarktes bestimmt. Kleinere und kapitalschwache Unternehmen mußten entscheidende Teile ihrer Produktion absatzmäßig sichern, also möglichst viel auf Bestellung und möglichst wenig auf Lager produzieren. Die Berücksichtigung von Kunden­ wünschen (bei Kundenproduktion) hemmte aber die Spezialisierung und die Arbeitsteilung in der Produktion und stand damit im Widerspruch zu den durch die wachsende Konkurrenz erzwungenen kürzeren Lieferzeiten. Lan­ ge, produktionsbedingte Lieferzeiten - im Gegensatz zu nachfragebedingten Lieferzeiten - bedeuteten aber auch lange Kapitalumschlagszeiten und damit höhere Kapitalzinsen und letztlich geringere Gewinne oder gar Verluste. Die sich aus ihrer Kapitalschwäche ergebende verringerte Konkurrenzfä­ higkeit zwang immer mehr Unternehmen des Maschinenbaus, sich in Kapi­ talgesellschaften zusammenzuschließen, um so die zur Rationalisierung - al­ so zur Spezialisierung und Arbeitsteilung - notwendigen Neu- und Ersatzin­ vestitionen finanzieren zu können.

Die ersten Konzerne entstehen In dem etwa ab 1880 einsetzenden Konzentrationsprozeß mußten viele klei­ nere Fabriken schließen, während die Zahl der großen Betriebe ständig wuchs und die ersten Konzerne entstanden (s. Abb. 91). Deutschland wandelte sich in wenigen Jahrzehnten von einem rückständi­ gen Entwicklungsland mit landwirtschaftlich orientierter Volkswirtschaft (1815 arbeiteten noch 80% der Bevölkerung Preußens in der Landwirt­ schaft) zu einer der größten Industriemächte der Welt (vgl. dazu Abb. 79 und 94).

91: Werksanlage der Firma Krupp bei Essen. In den Kruppwerken, dem Zentrum der deutschen Schwerindustrie in der Gründerzeit (1870-73), waren bereits 1870 12000 Arbeiter beschäftigt, es wurden über 1600 Werkzeugmaschinen betrieben (Stahlstich 1884).

122

92: Nähmaschine von Pfaff, 1862.

Gleichzeitig mit der Industrialisierung führte eine rückläufige Sterblich­ keitsziffer als Folge der Forstschritte in der Medizin, der Hygiene und der Ernährung zu einem raschen Bevölkerungswachstum. Die zunehmende Be­ völkerungsdichte war ein wichtiger Faktor für die Entwicklung der Industrie Deutschlands. Da genügend Arbeitskräfte für die Ausdehnung der Produk­ tion zur Verfügung standen, blieben die Löhne niedrig, was wiederum die Anwendung bestimmter Maschinen verzögerte. Andererseits wuchs mit der Bevölkerung die Nachfrage nach Konsumgütem (z. B. Textilien, Nähma­ schinen, Fahrräder) und förderte dadurch den Übergang zur Massenproduk­

tion.

Nähmaschinen und Massenproduktion Mit dem Anstieg der Bevölkerung stieg vor allem die Nachfrage nach Nähmaschinen, die aus den USA importiert wurden. In Deutschland war deren Produktion zwar in den sechziger Jahren aufgenommen worden (s. Abb. 92), blieb zunächst aber bedeutungslos. Eine konkurrenzfähige Fertigung von Nähmaschinen war mit den deutschen Werkzeugmaschinen nicht möglich. Amerikanische Maschinen und Arbeitsmethoden (Arbeitsteilung und Mas­ senfabrikation) mußten eingeführt bzw. übernommen werden (s. Abb. 93). Als erstes begann man, amerikanische Werkzeugmaschinen nachzubauen.

123

lÜFACTURE or REVIRO MACHI««» ARD BICYCLES

124

THI

WERD REVIRO MACHI« I FACTORY

‘«I««' mi J

Waffenproduktion als Schrittmacher Etwa zur gleichen Zeit, als im Nähmaschinenbau das amerikanische Beispiel Schule machte, reformierte der Staat die veraltete Waffenfabrikation. Die Gewehre, die bisher von Hand gefertigt wurden, waren gegenüber den ame­ rikanischen Modellen zu teuer und hatten eine viel geringere Treffsicherheit. Die Firma Pratt & Whitney wurde beauftragt, in drei Gewehrfabriken (Dan­ zig, Spandau, Erfurt) eine Fertigung des preußischen Infanteriegewehres Modell 71 aufzubauen, bei der die Teile nicht mehr mit der Feile passend gemacht werden mußten. Die dazu gelieferten Werkzeugmaschinen, Lehren und Einrichtungen zum Gesenkschmieden, ein bis dahin unbekanntes Ver­ fahren, hatten einen Wert von 1,4 Millionen Mark. Die Einführung der amerikanischen Methode in staatlichen Werkstätten übte einen starken Einfluß auf die privaten Waffenfabriken aus. Um weiter­ hin Waffen an den Staat verkaufen zu können, mußten sie ihre Fabrikation ebenfalls umstellen und modernisieren. Für die Werkzeugmaschinenindu­ strie war damit auch hier ein Kundenkreis für nachgebaute amerikanische Werkzeugmaschinen entstanden. Zusammen mit der Errichtung neuer Ferti­ gungsstätten für den Nachbau amerikanischer Maschinen fand man auch zu eigenen deutschen Konstruktionen, die zunehmend wettbewerbsfähiger wurden (s. Abb. 143). Einen stark fördernden Anstoß gab der Erlaß des deutschen Patentgesetzes 1877, das die Unternehmen anregte, originale Ideen anzuwenden und nicht alle Neuerungen aus dem Ausland einzuführen.

Thomas-Stahl Die Erfindung des Thomas-Verfahrens zum Stahlfrischen ermöglichte es, auch phosphorhaltiges Eisenerz aus dem ehemals französischen Lothringen zu verhütten, wodurch die deutsche Roheisen- und Stahlerzeugung die engli­ sche Konkurrenz bereits zur Jahrhundertwende erreichte und danach in we­ nigen Jahren überholte (s. Abb. 94).

93: Massenherstellung von Nähmaschinen und Fahrrädern in Nordamerika, 1880. Hier werden die Merkmale industrieller Herstellungsverfahren bereits deutlich: Ar­ beitsteilung und Produktion genormter Einzelteile. Die Abbildung Mitte links zeigt die Schmiede, in der die Maschinenteile im Gesenk kaltgepreßt wurden. Von dort aus wurden sie im Maschinenraum (Abb. oben) gefräst, geschliffen und mit Bohrungen versehen. Im Montageraum (Abb. Mitte rechts) wurden sie dann zusammengesetzt und geprüft. Abbi unten zeigt die Montage von Fahrrädern (Holzstich, um 1880).

125

94: Roheisenerzeugung der wichtigsten Industrie­ länder von 1880 bis 1908.

Made in Gennany Erste elektrische Maschinen In der Elektrotechnik war Deutschland bereits führend. 1867 hatte Werner Siemens den Dynamo erfunden, und 1881 schon lief die erste öffentliche elektrische Bahn. 1887 wurde der erste elektrische Laufkran gebaut, wo­ durch der Hebezeugbau wichtige Impulse erhielt. 126

Verbrennungsmotor und Automobilbau Der Viertakt-Verbrennungsmotor wurde 1876 von Nikolaus August Otto er­ funden (s. Abb. 95). Dieser sollte eigentlich - entgegen seinem späteren Hauptverwendungszweck - nicht als Fahrzeugmotor, sondern als Energie­ quelle für kleinere und mittlere Werkstätten dienen, für die eine große und teure Dampfmaschine unrentabel war (s. Klemm 1954, S. 252). Der Automobilbau begann erst 1886, dem Anmeldejahr des Patent-Mo­ torwagens von Carl Benz (s. Abb. 96). Wenige Jahre später liefen bereits die ersten Daimler- und Benzwagen. Dieses Aufblühen des deutschen Maschi­ nenbaus wirkte natürlich stark auf den Werkzeugmaschinenbau zurück.

Deutsche Maschinen auf Weltausstellungen Wurden auf der Weltausstellung in Philadelphia 1876 die deutschen Maschi­ nen allgemein noch als billig und schlecht eingestuft, so erhielten sie auf der Weltausstellung 1893 in Chicago die meisten der vergebenen Preise. Aufge­ stellt und prämiert wurden in Chicago nur deutsche Originalmaschinen, keine kopierten Modelle. Deutsche Eigenentwicklungen waren beispielsweise die Hinterdrehmaschine, Universal-Werkzeugschleifmaschinen und Schnecken­ rad-Fräsmaschinen der Firma Reiniker sowie die Abwälzräder-Fräsmaschinen der Firma Pfauter (s. Abb. 151). Besonders beachtet waren die deutschen Drehbänke, die durchweg einen Kreuzsupport besaßen und damit ein Mittel zur Feineinstellung des Stahles in Längsrichtung hatten, was den amerika­ nischen Drehbänken fehlte. Die deutschen Bohrmaschinen besaßen dagegen noch nicht den Schnellrückzug der amerikanischen Maschinen. Welche Bedeutung man dem deutschen Maschinenbau Ende des 19. Jahr­ hunderts zuschrieb, läßt sich in einem Bericht Ober die Weltausstellung von 1893 in Chicago entnehmen: «Deutschland hat von der amerikanischen Mas­ senfabrikation das Gute aufgenommen und hat dabei seine Eigenart be­ wahrt, nicht alles übereinen Leisten zu fabrizieren. So glänzende finanzielle Ergebnisse auch die schablonenmäßige Massenfabrikation ergeben mag, so sehr sie befähigt, billig und rasch zu liefern, so ist doch die aus unseren deut­ schen Verhältnissen sich ergebende Eigenart, für jeden gegebenen Fall Pas­ sendes zu entwerfen und zu bauen, diejenige, welche den größeren, bleiben­ den Fortschritt sichert» (s. Amtlicher Bericht über die Weltausstellung in Chicago. Berlin 1894 Bd. I, S. 420). Mit steigender Qualität wich man auch von der Gewohnheit ab, Maschi­ nen nur nach ihrem Gewicht zu verkaufen. Sozialgesetzgebung Ein nicht zu unterschätzender Faktor für den Bau und vor allem die Gestal­ tung von Werkzeugmaschinen war ab den achtziger Jahren die Renten-, Un­ fall- und Krankenversicherungs-Gesetzgebung. Unter dem Einfluß dieser Gesetze und der sich daraus entwickelnden berufsgenossenschaftlichen Be127

95: N. A. Ottos neuer Motor, 1876. Firmenanzeige von 1876. Die Firma N. A. Otto & Cie. war das erste Unternehmen der Welt, das sich ausschließlich mit dem Bau von Verbrennungsmotoren befaßte. Produziert wurden zu­ nächst atmosphärische Gasma­ schinen nach dem von F. Lenoir bereits 1860 entwickelten Zwei­ takt-Prinzip. Unterstützt von G. Daimler und W. Maybach ent­ wickelte Otto einen Gasmotor mit Vorverdichtung und vier Tak­ ten, der unter dem Namen «Otto’s neuer Motor» auf den Markt kam. Er fand wegen seiner hohen Wirtschaftlichkeit und seines im Vergleich zu den atmosphäri­ schen Motoren ruhigen Laufes die Bewunderung der Fachwelt.

Nh!

~

■-----

Praktisch!

Patent-Motorwagen mit Gaabetrteb «liireli Petroleum, Benzin, Naplite etc. Immer soglr.ch betnebrfah^' — Bequem

abeolut ftiihrl::'

Patent-Mctcrrit’-n nut abnehmbarem Halbrerdeck und Spr.txleder.

BEj.YZ

A

Co.

Rheinische Gasmotoren-Fabrik X.-w ................

128

MANNHEIM. *»»e Waldhof»tr - - - -

96: Erster deutscher Motorwagen von Karl Benz, 1886.

triebsaufsichten wurde die Entwicklung der Schutzvorrichtungen an sich be­ wegenden Teilen - besonders an Zahnrädern vorangetrieben, (vgl. Abb. 128). Massenfabrikation von Fahrrädern Von großer Bedeutung für den Werkzeugmaschinenbau der neunziger Jahre wurde die Massenfabrikation des Fahrrades. Die Jahreserzeugung betrug in der Mitte des Jahrzehnts über 250000 Stück. Für die Fertigung der ca. 150 Einzelteile des Fahrrades entstand eine ganze Reihe von Sondermaschinen. Das Hobeln wurde in großem Umfang durch das Fräsen ersetzt. Denn bei der Massenproduktion konnten die höheren Anschaffungskosten der Fräsma­ schinen durch deren höhere Schnittleistung in kürzester Zeit wieder ausgegli­ chen werden. Um 1900 wurde schließlich das spitzenlose Schleifen entwikkelt. Genauigkeit und Qualität Die Massenherstellung von Präzisionsteilen für Fahrräder und Nähmaschi­ nen wirkte sich auch auf die Fertigungsgenauigkeit innerhalb des Werkzeug­ maschinenbaus aus. Grenzrachenlehren und Grenzlehrdome wurden von der Firma Loew & Co. um 1895 aus der Waffenfabrikation in den Werkzeug­ maschinenbau eingeführt (vgl. Abb. 71 und 72). Auch Meßschieber und Bü­ gelmeßschrauben (s. Abb. 98) konnten sich jetzt als Meßinstrumente durch­ setzen. Zuvor war noch vielfach mit Greif und Lochzirkeln gemessen wor­ den. Wie bereits angedeutet, gelang es der deutschen Industrie, die Qualität ihrer Erzeugnisse innerhalb von zwei Jahrzehnten wesentlich zu steigern. Noch in den siebziger Jahren hatte nämlich das englische Parlament zum Schutz der englischen Verbraucher vor schlechten und billigen Waren aus Deutschland die Regelung eingeführt, daß die aus Deutschland importierten Waren durch die Bezeichnung «Made in Germany» zu kennzeichnen waren. Bereits zur Jahrhundertwende bürgte dann «Made in Germany» für hohe Qualität und Preiswürdigkeit der Produkte und wurde schließlich zu einem

97: Bügelmeßschraube von 1848. Die ersten Bügelmeßschrauben dienten zur Messung der Dicke von Walzblechen und hatten nur einen klei­ nen Meßbereich.

129

98: Elektromotor von Edison, 1884.

internationalen Qualitätsbegriff. Die ursprüngliche Abwehrmaßnahme hatte sich in ihr Gegenteil verkehrt; der Stempel «Made in Germany» wurde zu einer Art Gütesiegel.

Von den Grenzen des mechanischen Antriebs

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren die wichtigsten spanenden Ferti­ gungsverfahren bekannt und hatten sich in den Industrieländern durchge­ setzt. Im Werkzeugmaschinenbau trat nach den zurückliegenden Jahren der stürmischen Entwicklung eine Phase der Ruhe ein. Auf der Basis der be­ kannten Verfahren wurden Spezial- und Sondermaschinen entwickelt. Be­ trächtliche Zuwachsraten hatte in diesen Jahren besonders der Großwerk­ zeugmaschinenbau zu verzeichnen, da die rasch wachsende Industrie in zu­ nehmendem Umfang Großanlagen zur Energieerzeugung und zur Werk­ stoffgewinnung verlangte. Zur Bearbeitung der schweren Teile von Förder­ und Abräumanlagen in der Kohle- und Erzgewinnung, von Einrichtungen der Stahl- und Hüttenwerke, von Wasserturbinen und Dampfmaschinen so­ wie der gewaltigen Anlagen der chemischen Industrie mußten Großwerk­ zeugmaschinen geschaffen werden.

Elektromotoren und ihre Vorteile Im Großwerkzeugmaschinenbau zeigten sich dann auch zuerst die Grenzen der bisherigen Antriebssysteme, der Transmissionsanlagen. Die Versorgung von Großwerkzeugmaschinen über die allgemeinen Transmissionsanlagen hatte beim Zu- und Abschalten der Maschinen zu störenden Belastungs­ schwankungen bei den anderen an der Transmission angeschlossenen Ma­ schinen geführt. An Großmaschinen war also ein von der Transmission unab­ hängiger Einzelantrieb notwendig. Zunächst hatte man dazu kleine Dampf­ maschinen und Verbrennungsmotoren herangezogen. Als immer mehr Be-

130

triebe dazu übergingen, zur Beleuchtung der Büros und Werkstätten eine eigene Stromversorgung aufzubauen - ein öffentliches Stromnetz gab es zu­ nächst nur in den Stadtzentren bot es sich an, für die Einzelantriebe von großen Maschinen Elektromotoren einzusetzen (s. Abb. 99). In Betrieben mit eigenem Stromnetz ging man dann auch verhältnismäßig rasch dazu über, die oft sehr langen und verzweigten Transmissionssysteme in Sektionen aufzuteilen und die einzelnen Sektionen mit Elektromotoren anzutreiben (s. Abb. 100). Nur vereinzelt und meist nur bei Neuanlagen wurde ganz auf eine Trans­ mission verzichtet, so z. B. im Jahr 1890 bei der Ausstattung eines neuen Werkstattgebäudes der Firma Siemens & Halske, in welchem jede der 114 Werkzeugmaschinen von einem eigenen Elektromotor angetrieben wurde. Die Energieeinsparungen bei Einzelantrieb der Maschinen waren sicher beträchtlich, denn die Transmissionsanlagen hatten, wegen der hohen Rei­ bungsverluste, oft mehr als 50% der eingespeisten Energie verbraucht. Den einzusparenden Betriebskosten standen aber auch enorme Anschaffungsko­ sten gegenüber. Die von der Elektroindustrie immer wieder betonten Vor­ teile des elektrischen Einzelantriebs: - übersichtlichere und hellere Räume, da die Riemen, die das Licht wegneh­ men, fehlen;

99: Schwere Horizontal-Fräsmaschine mit elektrischem Einzelantrieb.

131

100: Gruppenantrieb von Werkzeugmaschinen mit einem elektrischen Motor der «Deutschen Elektrizitätswerke», 1892 (Holzstich, 1892).

- die Benutzung von Kranen wird möglich oder vereinfacht; - das Gebäude kann, wegen der fehlenden Transmission, leichter gebaut werden; - die Maschinen sind untereinander völlig unabhängig zu betreiben; - der Energieverbrauch und damit die Kosten einer Maschinenstunde sind exakt zu bestimmen, konnten eigentlich nur bei Neuausrüstungen oder vollkommener Umrü­ stung von ganzen Maschinenhallen voll zum Tragen kommen. Der elektri­ sche Einzelantrieb verbreitete sich daher nur zögernd. Die Werkzeugmaschi­ nenhersteller produzierten weiterhin Maschinen mit Stufenscheiben und überließen dem Kunden die Auswahl der Antriebsart. Eine Ausnahme bildeten die Großwerkzeugmaschinen. Diese mußten, um sowohl große wie auch kleine Abmessungen mit entsprechend wirtschaft­ lichen Schnittgeschwindigkeiten bearbeiten können, über einen weiten Drehzahlbereich verfügen. Deshalb waren deren Riementriebe zur Dreh­ zahlstufung besonders aufwendig und verbrauchten einen noch größeren Teil der Antriebsenergie. Hier bot es sich geradezu an, die aufwendigen Rie­ mentriebe durch einen drehzahlregelbaren Motor zu ersetzen. Zunächst ver132

wendete man dazu stufenlos regulierbare Gleichstrommotoren. Heute er­ scheint dies auf den ersten Blick nicht gerade logisch, da die Umwandlung von Netz-Drehstrom in Gleichstrom bekanntlich einen sehr teuren Gleich­ richter oder einen Leonardt-Satz (Erklärung s. S. 198) erfordert. Für die Betriebsingenieure zur Jahrhundertwende stellte sich dieses Problem der Stromumwandlung jedoch nicht, da sowohl die Stadt- wie auch die Betriebs­ netze Gleichstrom lieferten. Abgesehen von diesen Ansätzen zur Entwicklung neuer Antriebe für Großwerkzeugmaschinen befand sich der Werkzeugmaschinenbau in dieser Zeit in einer allgemeinen Konsolidierungsphase. Die wesentlichsten Züge seiner Entwicklung in den letzten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts lassen sich unter folgenden Gesichtspunkten zusam­ menfassen: - Verminderung der Arbeitszeit durch Bearbeitung eines Werkstückes mit mehreren Werkzeugen gleichzeitig (Revolverdrehbänke); - Weiterentwicklung der allgemeinen Bauarten, wobei die einzelnen Ele­ mente der verschiedenen Werkzeugmaschinen wie Spindelgetriebe, Vor­ schubgetriebe, Maschinengestelle oder Lagerung noch nicht im Rahmen einer Gesamtkonzeption, sondern einzeln entwickelt wurden; - Ausbildung von Werkzeugmaschinen für Sonderzwecke und kombinierte Arbeitsverfahren, besonders im Großwerkzeugmaschinenbau. Schnellschnitt-Stahl und seine Folgen Die Situation änderte sich, als F. W. Taylor auf der Weltausstellung von 1900 einen neuen, mit Wolfram und Chrom legierten Werkzeugstahl voistellte. Mit diesem «Schnellschnitt-Stahl» (Schnell-Stahl) waren Schnittgeschwin­ digkeiten bis zu 25 Meter pro Minute, also dem dreifachen der damals übli­ chen Schnittgeschwindigkeit, möglich. Die deutschen Stahlerzeuger reagier­ ten schnell. Bereits ein Jahr später veranstalteten sie ein Wettdrehen zur Ermittlung des besten deutschen Schnell-Stahles. Die Firma Loewe, deren Maschinen als erstklassig bekannt waren, führte ebenfalls Versuche mit Schnell-Stählen durch. Es zeigte sich, daß selbst die stabilsten Maschinen der Firma, wenn sie unter den mit diesen neuen Stählen möglichen Beanspruchungen betrieben wurden, bereits nach vier Wochen «fertig» waren. Die Keile in den Rädern und Wellen waren lose und die Zahnräder zum Teil zerbrochen. Die Hauptspindel war verdreht und die Hauptdrucklager waren zerstört (s. Wittmann 1960, S. 104). Offensichtlich hatte der herkömmliche Werkzeugmaschinenbau eine bis dahin nicht erkennbare Grenze erreicht. Waren bisher Schnittgeschwindig­ keit und Schnittdruck vor allem durch die mechanische und thermische Fe­ stigkeit der niedrig- oder unlegierten Werkzeugstähle begrenzt worden, so traten mit der Erfindung des Schnellschnitt-Stahles neue Kriterien auf. Nicht mehr das Werkzeug, sondern die Maschine bestimmte die Grenzen der zulfls133

101: Ansicht einer Werkstatt mit Transmissionsantrieb (oben) und mit elektrischem Einzelantrieb (unten).

134

102: Aufbringen einer Welle auf eine Drehbank in einer Werkstatt mit Transmissionsantrieb (oben). Die Ausnutzung eines Kranes ist nicht möglich. Dagegen kann bei Einzelantrieb (rechts) die Welle mit Hilfe eines Kranes transportiert werden.

135

sigen Beanspruchung. Deshalb mußten, wenn man die höheren Schnittlei­ stungen der neuen Werkzeuge ausnutzen wollte, die Drehzahlen erhöht und die Werkzeugmaschinen entsprechend verändert werden. So mußten z. B. bei den Drehbänken die Spindelstöcke und Spindellagerungen verstärkt wer­ den. Mit den höheren Spindeldrehzahlen war der Übergang vom Stufen­

scheibenantrieb mit Flachriemen zum Spindelstock mit Zahnrädern bereits vorgezeichnet. Die bisherigen Vorschub-Getrieberäder aus Eisen oder Stahlguß mußten durch Stahlräder ersetzt werden. Um den Verschleiß bei Getrieberädern und -lagern zu verringern, mußte die Schmierung verbessert werden. Zunächst wurde von Fett- auf Ölschmierung übergegangen, später dann zu im Ölbad laufenden Getrieben mit geschlossenen Spindelstöcken. Der elektrische Einzelantrieb setzt sich durch Da die Transmissionen zur Übertragung hoher Drehzahlen ungeeignet wa­

ren, fand mit dem Schnell-Stahl auch der elektrische Einzelantrieb eine brei­ tere Anwendung. In Deutschland konnte er sich jedoch nicht so rasch durch­ setzen wie in den USA. Die aus der schwereren Bauweise resultierende län­ gere Lebensdauer der deutschen Maschinen (man rechnete zu dieser Zeit mit einer dreißig- bis vierzigjährigen Benutzungsdauer) verringerte das Um­ schlagstempo, mit dem die alte gegen die neue Technik ausgetauscht wurde. Auch noch in den dreißiger Jahren wurden in vielen Betrieben Werkzeugma­ schinen über Transmissionen angetrieben. Andererseits lieferte die Firma Wagner & Co, Düsseldorf, 1913 bereits 93% ihrer Drehbänke - vor allem Großdrehbänke - mit elektrischem Antrieb aus. Die führende Rolle des Großwerkzeugmaschinenbaues bei der Moderni­ sierung der Antriebstechnik wurde jetzt noch deutlicher. Man findet hier die ersten direkt angebauten Motoren- und Mehrmotorenantriebe, mit denen sich die Verluste der inneren Kraftübertragung der Maschinen deutlich redu­ zieren ließen (s. Abb. 103). Diese Antriebsformen kamen auch den Bestre­ bungen entgegen, Maschinen zu schaffen, bei denen wenigstens die haupt­ sächlichsten Handhabungen von einer Stelle aus betätigt werden konnten. Zuvor mußte der Arbeiter, wenn er z. B. den Fräsvorschub eines Bohr- und Fräswerkes ändern wollte, den Platz am Bohrschlitten verlassen, um am an­ deren Ende des Bettes den Riemen umzulegen. Bei den normalen Werkzeugmaschinen waren auch jetzt Bestrebungen noch nicht so stark darauf gerichtet, Nebenzeiten zu sparen, sondern man wollte zunächst einmal die eigentliche Bearbeitungszeit, die Hauptzeit, ver­ ringern. Höhere Schnittleistungen bedingen jedoch einen höheren Energie­ verbrauch. So sah man den großen Vorteil des Elektromotors zunächst auch darin, daß die energieverschlingenden Transmissionen wegfielen, der Ma­ schinenstandort frei gewählt und der Antrieb bei Maschinenstillstand abge­ schaltet werden konnte. 136

103: Energieführung bei drei verschiedenen Ausführungen von Bohrund FrAswerken.

Einscheibenantrieb 12 Spindeldrehzahlen, 6-8 RAdereingriffe.

Links: Antrieb durch polumschaltbaren Motor 12 Spindeldrehzahlen, 3-5 RAderein­ griffe. Recht *: Antrieb durch Gleichstrom-Regelmotor 30 Spindeldrehzahlen, 3-5 RAdereingriffe.

137

Diese vom elektrischen Einzelantrieb ausgehende Flexibilität in den Be­ triebszeiten und die räumliche Ungebundenheit der Werkzeugmaschinen waren wesentliche Voraussetzungen zur weiteren Mechanisierung des Ferti­ gungsabläufe, zur Entwicklung von Takt- und Fließfertigung. Unterstützt wurde der Umschwung durch die in der gleichen Zeit vorange­ triebene Entwicklung des Elektroverfahrens bei der Stahlerzeugung. Damit konnten hochlegierte Stähle in größeren Mengen erzeugt werden, so daß bald nicht nur im Bereich der Werkzeugstähle der unlegierte Stahl auf breiter Ebene vom hochlegierten Stahl abgelöst wurde, sondern auch hochbean­ spruchte Maschinenelemente aus legierten Stählen hergestellt werden konn­ ten. Damit wurde die vom Schnellschnitt-Stahl erzwungene schwere Maschi­ nenbauweise wieder relativiert, da mit hochlegierten Stählen die Antriebs­ und Kraftübertragungselemente, trotz höherer Belastung, wieder leichter gebaut werden konnten.

Spezialisierung, Rationalisierung,

In den Werkzeugmaschinenfabriken konnten sich wegen der neuen, bisher unbekannten Anforderungen an Menschen und Material die wissenschaft­ lich geschulten Fachleute gegen die reinen Praktiker durchsetzen (s. Abb. 104). Abteilungen zur Werkstoff-Forschung und zur Materialprüfung wur­ den eingerichtet. Technische Herstellungsverfahren und mögliche Einsatz­ gebiete neuer Werkstoffe und Legierungen wurden wissenschaftlich er­ forscht und erprobt. In Deutschland durchdrang die Wissenschaft zuneh­ mend die Werkstatt-Technik. Untersuchungen von Maschinen, Werkzeugen und Werkstoffen waren in Deutschland vor dem Ersten Weltkrieg gründli­ cher entwickelt als in den USA und England. Was den deutschen Werkzeugmaschinenbau noch daran hinderte, allge­ mein zur Serienfertigung überzugehen, war einerseits «... die mangelnde Erziehung der Verbraucher, die ihre Sonderwünsche durchzusetzen suchten, statt sich die Vorteile der einfachen Normalmaschine durch entsprechende Selbsterziehung zu sichern» (s. Buxbaum 1919, S. 128). Andererseits war es das Fehlen eines einheitlichen Normensystems. In Deutschland wurden vor Beginn des Weltkrieges von 1914/18 z. B. mehr als drei Gewindesysteme ver­ wendet. Erst die Anforderungen des Weltkrieges von 1914/18 an die Maschinenund Fahrzeugindustrie brachte den entscheidenden Durchbruch, denn wäh­ rend des Krieges gab es nur noch einen Kunden - die Militärverwaltung, und es gab nur ganz bestimmte Ansprüche - die Abnahmevorschriften des Mili­ tärs; die Konkurrenz entfiel.

138

104: Konstruktionszeichnung, 1908. Hier wird der Unterschied zwischen reiner Praxis und technisch-wissenschaftlichen Erkenntnissen deutlich. In der Abbildung sind die oberen Gegenmuttern niedriger gezeichnet, obwohl diese, wie die technische Mecha­ nik lehrt, die gesamte Belastung tragen.

Zu Beginn des Krieges war die Reihen- und Massenfertigung nur in wenigen großen Werken des Maschinen- und Lokomotivbaues bekannt, die Werk­ stätten waren entsprechend organisiert. Kleinere und mittlere Werke be­ schränkten sich immer noch auf Einzelfertigung, um - der deutschen Ge­ wohnheit entsprechend - möglichst alle Wünsche der einzelnen Kunden be­ friedigen zu können. Die Werkzeugmaschinen bauenden Firmen kamen die­ sen Wünschen weitgehend nach und Überboten sich förmlich, die Maschinen möglichst universal zu gestalten. Sie wurden mit einer großen Zahl Schnittge­ schwindigkeiten und Vorschüben sowie Sondereinrichtungen ausgestattet (s. Abb. 105).

139

p’

105: Revolverdrehbank, ausgestattet mit Sechskantrevolverkopf, drehbarem Viel­ stahlhalter, 2 Leitspindeln und 2 Zugspindeln. Die Ausstattung des Spindelkastens erlaubte sämtliche gebräuchlichen Gewinde (Metrische-, Whitworth- und Gasgewin­ de) ohne Räderwechsel zu schneiden.

Drehbank t R,PATENT

,

HABERSAMGMINZEM^ DÜSSELDORF/OBERBILK

L&ishjng:ai. 120Flanschen bei großer Bearbeitungszugabe in 70 Stunden

106: Einzweckmaschine, speziell zum Drehen von Flanschen konstruiert.

140

c

Wiederum: Rüstung als Schrittmacher Die Kriegswirtschaft, die mit einem dauernden Mangel an gelernten Arbeits­ kräften, Schwierigkeiten beim Anlemen und Zwang zur Materialersparnis bei gleichzeitig hohem Leistungssoll zu kämpfen hatte, brachte eine Rationa­ lisierung der Produktion auch in den kleineren Betrieben. Das auf Kriegsbe­ dürfnisse reduzierte Fertigungsprogramm erlaubte die Massenfertigung. Von selbst ergab sich jetzt die Auflösung der an einem Werkstück notwendi­ gen Arbeitsgänge und deren Verteilung auf mehrere Maschinen. Die Nach­ teile der teuren und komplizierten «Universal-Maschine» zeigten sich dabei so deutlich, daß sogar eine ganze Reihe einfacher Einzweckmaschinen ent­ stand, deren Bedienung in kürzester Zeit angelernt werden konnte (s. Abb. 106). Auch in den folgenden Friedensjahren blieben die vom Krieg erzwun­ genen Maßnahmen zur Standardisierung und Vereinfachung des Maschinen­ programms und zur Rationalisierung der Produktion wirksam. So wurden viele Bauteile, die einander zwar ähnlich, aber in Details doch unterschied­ lich waren, so umkonstruiert, daß sie auch auf einfachen Sondermaschinen in der Serie gefertigt werden konnten. Die Leipziger Frühjahrsmesse 1923 stand ganz im Zeichen solcher Sondermaschinen. Der Beobachter des Verei­ nes Deutscher Ingenieure (VDI) auf der Messe nennt die Ursachen dieses Trends: «Der auf allen Zweigen der Industrie lastende wirtschaftliche Druck zwingt immer mehr zur letzten Ausnutzung der Betriebsmittel, und weite Kreise haben bereits erkannt, daß dies nur mit Hilfe jener zahlreichen Son­ derarten von Bearbeitungsmaschinen möglich ist, deren Bau sich viele deut­ sche Unternehmungen in den letzten Jahren zur vornehmsten Aufgabe ge­ macht haben. Die Anschaffung derartiger Sondermaschinen lohnt sich nicht nur unter dem Gesichtspunkt, daß sie bei erhöhter Produktion meist in kür­ zerer Zeit abgeschrieben werden können, sie wird zweifellos auch von dem Bestreben begünstigt, alle einkommenden Einnahmen und Gewinne mög­ lichst rasch wieder in werbenden Betriebsmitteln anzulegen - wozu die dau­ ernde Krankheit unserer Währung zwingt» (s. Brasch 1923, S. 201).

Wissenschaftliche Betriebsführung Der Trend zum Sondermaschinenbau war der sichere Ausdruck des «moder­ nen Geistes in der Maschinenfabrik», der vor allem durch die Arbeiten von F. W. Taylor zur «wissenschaftlichen Betriebsführung» beeinflußt wurde. Taylor hatte sein System der Betriebsorganisation bereits vor dem Krieg ver­ öffentlicht. Damals hatte man sich jedoch mehr auf seine Erfindung des hochlegierten Werkzeugstahls gestürzt und dabei übersehen, daß dieser Stahl seine eigentliche Bedeutung erst entfalten konnte, wenn man ihn inner­ halb des Taylorschen Systems einsetzte. Taylor hatte in über zwanzigjähriger Arbeit sowohl systematisch die Zu­ sammenhänge zwischen Schnittgeschwindigkeit, Schnittiefe und Vorschub 141

Entwicklungsstufen - Fertigung von Motorengehäusen. Bohrungs-0 230 mm

1903

1912

Lettsptndel -Drehbank

Vertikal Dreh- und Bohrwerk

Kohlenstoffstahl

Schnellstähl

1922

|"

1924

1925

__________ Hafceutomaftsche Revotver-Drehbank___________ Schnellstahl HartmetallA HartmetalTK

1926

Hartmetall B

VBrgleichswert: Spangewicht/Schnittzertstunde unter wirtschaftl. Ausnutzung von Werkzeug und Maschine.

3.5 kg/h

& 60min

9 kg/h

Q

9.2 kg/h e

e

13.3 kg/h

Vorstehende Schnittleistung hält eine Schneidkante durchschnittlich aus: 80 min___________ 80min ________ 90 min___________ 330 min

375 min

stung aut die Schnittzeit.

untersucht, als auch sorgfältige Beobachtungen, Analysen und Zeitmessun­ gen der Bewegungen der Arbeiter durchgeführt. Auf der Basis dieser Beob­ achtungen hatte er eine Methode entwickelt, die Arbeitskosten jeder einzel­ nen Tätigkeit zu ermitteln und darauf aufbauend Normbearbeitungszeiten zu erstellen.

REFA und DIN Aber erst die Erfordernisse der Kriegswirtschaft und der Übergang zur Se­ rienproduktion machten die Arbeiten Taylors in Deutschland aktuell. Mit der Gründung des «Reichsausschusses für Arbeitszeitermittlung», 1924, heute als REFA bekannt, wurde das Taylorsche System zur Institution. Wesentliche Grundlage von Sondermaschinenbau und REFA-System wa­ ren betrieblich Normensysteme. Wieder war es die Kriegswirtschaft, die den entscheidenden Anstoß zu einer allgemeinen Normung der wichtigsten Bauelemente gab. Noch während des Krieges wurde 1917 der «Normenaus­ schuß der Deutschen Industrie» gegründet. Den ersten Normen für Passungen und Gewinde folgten bald die Verein­ heitlichung der Maschinenkonusse, der Reitstockspitzen und der mit den

142

Spindeln zu verbindenden Werkzeuge und Spannvorrichtungen, so daß diese von einer Maschine auf die andere übernommen werden konnten. Der Zwang zur Vereinheitlichung und Normung wurde richtungweisend für die weitere Entwicklung im Werkzeugmaschinenbau, so konnten z. B. durch die Gewindenormung die Wechselrädersätze entfallen. Die an Zahl verringer­ ten Steigungen für das metrische und das Whitworth-Gewinde ließen sich in schaltbaren, aber festen Rädemestem unterbringen.

Wechselwirkungen

Hartmetalle Eine wesentliche Etappe in der jüngeren Entwicklung der Werkzeugmaschi­ nen brachte die Einführung der hartmetallischen Schneidstoffe an Stelle des Schnell-Stahls (s. Abb. 107). Die konsequente Nutzung dieser Hartmetalle verlangte ein Vielfaches der bis dahin üblichen Schnittgeschwindigkeiten, und die auftretenden Schnittkräfte erforderten eine entsprechend große An­ triebsleistung. Die Werkzeugmaschinen-Hersteller standen, kaum daß sie auf die Anforderungen des Schnell-Stahles reagiert hatten, jetzt wieder vor der Notwendigkeit, die Konstruktion der Werkzeugmaschinen nachhaltig zu verändern. Hohe Schnittgeschwindigkeiten verlangten im Ölbad laufende

Zahnradgetriebe mit gehärteten und geschliffenen Zahnrädern. Die Spindel­ lager mußten den hohen Beanspruchungen angepaßt werden, die Gleitbah­ nen zur Verringerung der Abnutzung eine Schmierung erhalten. Dazu wur­ den zunächst drucklose und später mit Preßöl arbeitende Zentralschmierun­ gen entwickelt. Anregungen aus dem Automobiibau Wichtige Anregungen für die konstruktive Umsetzung der neuen Anforde­ rungen kamen aus dem Automobilbau, dessen Leistungsfähigkeit und Be­ triebssicherheit, bei gleichzeitig einfacher Bedienung, bereits allgemein an­ erkannt waren. Übernommen wurden vor allem Kugel- und Rollenlager für

die Lager der Antriebs- und Vorschubgetriebe sowie Lamellen-, Spreizring­ oder Reibungskupplungen zu deren Schaltung. Teilweise wurden Spindel­ stöcke sogar mit normalen Auto- oder Motorradgetrieben ausgestattet. Die noch nach dem Krieg favorisierte Einzweckmaschine wurde zunehmend durch die «abgespeckte» Universalmaschine verdrängt, die gezielte Anpas­ sungen der Maschine an Änderungen im Produktionsprogramm erlaubte. Der Automobilbau bot sich jedoch nicht nur als Ideenreservoir bei der Lösung konstruktiver Probleme an, sondern stellte gleichzeitig neue Forde­ rungen im Bereich der Fertigung. Mitte der dreißiger Jahre beginnt die ra­ sante Entwicklung wieder in ruhigeren Bahnen zu verlaufen. Die wichtig­ sten, durch Schnellstahl, Hartmetall, Normung und Massenfertigung beding-

143

ten konstruktiven Veränderungen waren bei den führenden Maschinenher­ steilem abgeschlossen. Man benutzte die Atempause, um das neu Geschaffe­ ne zu vervollkommnen. Dies galt im besonderen Maße für den Schleifmaschinenbau. Einen ersten, wichtigen Entwicklungssprung hatte das Schleifen bereits um die Jahrhun­ dertwende gemacht, als es gelang, Elektrokorund und Siliciumkarbid, das nach dem Diamant härteste Schleifmittel, künstlich herzustellen. Den ent­ scheidenden Durchbruch für das Schleifen brachten aber die Anforderungen der Kfz-Technik. Millionen von gehärteten Wellen, Kugellagern und Zahn­ rädern mußten geschliffen werden. War bei der Leipziger Frühjahrsmesse 1924 das Schleifen nach Meinung der Fachleute «im Kommen», so hatte es sich zehn Jahre später bei der Frühjahrsmesse 1934 als Feinbearbeitungsver­ fahren für runde und ebene Flächen bereits durchgesetzt. Auch bei der Bear­ beitung ungehärteter Teile hatte das genauere und wirtschaftlichere Schlei­ fen das früher übliche Schlichten und Polieren mit der Feile abgelöst. Konstruktive Merkmale von Werkzeugmaschinen um 1930 Alle auf der Messe 1934 vorgestellten Werkzeugmaschinen hatten jetzt Ein­ zelantrieb, womit die alte Frage der Betriebsingenieure, ob man Gruppen­ oder Einzelantrieb verwenden sollte, entschieden war. Der Antriebsmotor wurde als Konsolmotor oder als Flanschmotor am Ständerfuß angebracht. Die Kraftübertragung erfolgte durch Keilriemen, um die Motorschwingungen femzuhalten. Nach einigen Versuchen, den An­ triebsmotor zur Steigerung des Maschinenwirkungsgrades direkt mit dem Spindelgetriebe zu koppeln, hatte man Antrieb und Getriebe wieder vonein­ ander getrennt. Bei den zum Schlichten notwendigen hohen Schnittge­ schwindigkeiten hatten die Motorschwingungen, vom Zahnradgetriebe übertragen, zu Markierungen in der Werkstückoberfläche geführt. Bei Rie­ mentrieben war dies unbekannt gewesen. Schwingungen in der Maschine wirkten sich vor allem beim Einsatz von Hartmetailschneiden besonders un­ günstig aus. Die durch die Schwingungen wechselnd auftretenden Zug- und Druckbelastungen an der Schneide können das spröde Material zerstören. Außer den bereits genannten Maßnahmen zur Verminderung von Schwin­ gungen baute man statisch kräftigere und schwingungssteifere Maschinen. Dabei griff man auf Erkenntnisse aus dem Flugzeugbau zurück und versuch­ te die Steifheit und Starrheit der Maschinen durch Raumfachwerke zu erhö­ hen. Die Maschinen konnten so starrer und zugleich leichter gebaut werden. Verschiedentlich ging man sogar dazu über, die gußeisernen Maschinenbet­ ten durch geschweißte Stahlkonstruktionen in Zellenbauweise zu ersetzen. Vom Gleichstrom zum Drehstrommotor Der noch vor dem Kriege bei Einzel- und Gruppenantrieben verwendete Gleichstrommotor war jetzt nur noch bei Großwerkzeugmaschinen üblich.

144

wo man ihn wegen seiner guten Regeleigenschaften einsetzte. Bei kleineren und mittleren Werkzeugmaschinen beherrschte der billigere Drehstrommo­ tor mit Stern-Dreieck-Anlasser das Feld. Die regionalen Stromnetze führten zu dieser Zeit, von wenigen Stadtnetzen abgesehen, bereits Drehstrom. Bei der Überlandversorgung sind dessen Spannungsverluste wesentlich geringer

als beim Gleichstrom. Stufenlose Drehzahlregelung Für die stufenlose Regelung der Spindel-Drehzahlen unter Last, wie es vor allem beim Plandrehen zur Einhaltung wirtschaftlicher Schnittgeschwindig­ keiten wünschenswert ist, fand ab 1928 das PIV-Getriebe als Spindelstockge­ triebe Eingang. Teilweise wurde es auch als Vorschubgetriebe verwendet, was jedoch auf Dauer nicht zum Erfolg führte. Für hydraulische Antriebe, die Mitte der dreißiger Jahre entwickelt wur­ den, zeigte sich, daß sie nur bei Maschinen, bei denen große Massen abge­ bremst und beschleunigt werden müssen, zum Beispiel bei Hobel- und Stoß­ maschinen, von Vorteil sind. In diesem Bereich liegen sie noch heute in Kon­ kurrenz mit stufenlosen Elektro-Antrieben.

108: Bewegungsstudien an Revolverdrehbänken bei der Fertigung eines Drehteils. Das Drehteil ist links oben abgebildet. In den drei danach folgenden Abbildungen sieht man die Bewegungsabläufe an Drehmaschinen von 1930, 1940 und 1950. Bei letzterer führt der Dreher nur noch ganz kleine Handbewegungen aus (für diese Auf­ nahmen hatte der Dreher an bestimmten Stellen, z. B. Kopf, Händen, Gesäß, Ellen­ bogen, Füßen und Nacken kleine Leuchtzeichen, die diese fotografische Studie er­ laubten).

145

Schneller, einfacher und genauer

Die schnelleren Maschinenbewegungen und die hohen Antriebsleistungen verringerten vor allem die Hauptzeiten. Um die Wirtschaftlichkeit der neuen Maschinen und der neuen Schneidstoffe voll auszunutzen, mußten aber auch die Nebenzeiten verringert werden. Es galt, eine übersichtliche und zweck­ mäßige Anordnung der Schalt- und Bedienungselemente zu finden und zu­ gleich deren Gestalt zu verbessern. Die gesteigerte Griffklarheit machte die Maschine handlicher und entlastete den Arbeiter trotz wachsender Maschi­ nenauslastung. Nicht zuletzt wurde dadurch auch die Unfallsicherheit der Maschinen erhöht. Wie sich der Bewegungsablauf beim Drehen durch bedie­ nungsgerechte Gestaltung vereinfachen ließ, veranschaulicht die Abbildung 108.

109: Kopierdrehmaschine, 1954. Beim Kopieren wird der Umriß einer Schablone oder eines Musterstücks (links) abgetastet. Der abgetasteten Form entsprechend wird über elektrische oder/und hydraulische Einrichtungen die Bewegung des Drehmeißels (rechts) gesteuert. Die Kopiereinrichtung dieser Drehmaschine ist konstruktiver Be­ standteil der Maschine. Zur Bedienung sind nur drei Hebel für die Schaltung der Spin­ deldrehzahlen nötig. Alle anderen Bewegungsvorgänge werden durch Schalter elek­ trisch ausgelöst.

146

Kopiereinrichtungen Bei der Bedienungsvereinfachung von Werkzeugmaschinen spielen Kopier­ einrichtungen schon frühzeitig eine Rolle. Nachdem bereits in der Renais­ sance Zwangsführungen zum Passigdrehen entwickelt worden waren (vgl. Abb. 24), verwendete man im 17. und 18. Jahrhundert Kopiereinrichtungen zum Kopieren von Meisterstücken der Drechselkunst und zur Herstellung von Ornamenten. In diesem Zusammenhang wurde in Frankreich auch der erste Kreuzsupport entwickelt, blieb aber, wie bereits festgestellt, auf diesen Aufgabenbereich beschränkt. Die erste zur Fabrikation von Massenteilen eingesetzte Kopiermaschine war von einem amerikanischen Waffenfabrikanten zum Herstellen von Ge­ wehrkolben entwickelt worden. Aus dem Metallbearbeitungsmaschinenbau des 19. Jahrhunderts sind keine Kopiermaschinen bekannt. Die Möglichkei­ ten des Formfräsens, Formhobelns und der Revolverdrehbänke reichten of­ fensichtlich aus, um den Bedarf an formgleichen Teilen zu decken. Erst ab dem 20. Jahrhundert werden, die Möglichkeiten der Elektrotech­ nik und der Hydraulik ausnutzend, mehrfach Vorschläge für Kopiermaschi­ nen gemacht, so zum Beispiel zum Kopieren von Bildhauerwerken, die sich aber noch nicht durchsetzen konnten. GröBere Bedeutung bekam erst eine 1923 auf dem Markt erschienene elektrisch-fühlergesteuerte Kopiermaschi­ ne aus den USA. Ab 1930 kam es auch zu zahlreichen deutschen Konstruk­ tionen, deren Entwicklung sich bis in die Gegenwart fortsetzt. Heute werden zum Kopieren sowohl Spezialmaschinen gebaut (s. Abb. 109), wie auch Dreh-, Fräs- und andere Werkzeugmaschinen mit Zusatzgerä­ ten ausgerüstet. Das Verfahren hat sich durch die Fortschritte in der Elektro­ technik und der Hydraulik so vereinfacht, daß heute auch Serien unter zehn Werkstücken wirtschaftlich kopiert werden können. Revolverdrehbänke und ihre Vorteile Der Wunsch, die Bedienung von Werkzeugmaschinen so zu vereinfachen, daß auch praktisch ungelernte Arbeitskräfte eingesetzt werden konnten, hat­ te in den USA bereits in den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts zur Entwicklung von Revolverdrehbänken sowie Ein- und Mehrspindelautoma­ ten geführt. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen einer einfacheren Bedienung und kürzeren Bearbeitungsdauer (s. Abb. 110) hatten diese Maschinen weitere, für die Massenfabrikation äußerst wichtige technische Vorteile: - Das einmal eingespannte Werkstück konnte ohne Werkzeugwechsel und ohne Umspannen fertiggestellt werden (s. Abb. 111). Alle äußeren und inneren Mantellinien des Werkstücks waren dadurch - eine präzise arbei­ tende Maschine vorausgesetzt - exakt zentrisch. Bei nur einmaligem Umspannen des Werkstückes hätte dies nicht mehr garantiert werden können.

147

^ccqf^icl? tV i’

,

iwixb« H

jktvltx¡¿ubba»th

vbaiuValU^iHA, 9ljgxGitui6 lu hli f ¿¿azbü>m

t»ns Langsam»

führte und die neue religiöse Haltung des Protestantismus entstehen ließ. Vor­ aussetzung der Reformation war das durch viele kirchliche Mißstände be­ gründete und durch die Kritik des Hu­ manismus an der Lebensweise der Geistlichen geführte Reformverlangen. Zusammen mit den Geistesbewegungen des Humanismus und der Renaissance hat die Reformation einen allgemei­ nen Kulturwandel ausgelöst, der nicht nur das geistig- religiöse Leben, son­ dern auch Naturwissenschaften, Wirt­ schaft und Politik entscheidend verän­ derte. Die Reformation wird deshalb vielfach als Beginn der Neuzeit ge­ wertet. Rentablen Werden Bohrungen mit hoher OberflSchengüte und großer Maßgenauigkeit verlangt, so werden sie nach dem Bohren aufgerieben. Die Schneiden der dazu verwendeten Reibahlen besitzen keinen Spanwinkel, weshalb der Werkstoff scha­ bend abgetragen wird.

200

159: Reibahlen.

ReiMock Der Reitstock ist ein Bauteil der Dreh­ maschine. Er dient beim Drehen zwi­ schen Spitzen als Gegenlager und bei Futterarbeiten zur Aufnahme von Bohr-, Senk- und Reibwerkzeugen. Er wird auf dem Maschinenbett geführt und kann an jedem beliebigen Punkt der Führung festgestellt werden. ReaaiaaaBce Renaissance heißt auf französisch Wie­ dergeburt (der Antike). Mit Renaissance bezeichnet man die Epoche des Über­ gangs vom Mittelalter zur Neuzeit im 15. und 16. Jh. Die Gelehrten und Künstler der Renaissance erforschten die Wissen­ schaften und Kultur der Antike und ver­ suchten, ihr eigenes Schaffen danach aus­ zurichten. Die im Rahmen dieser Ent­ wicklung entstehende Geisteswissen­ schaft, der Humanismus, vertrat- im Ge­ gensatz zur Kirche - eine weltliche Bil­ dung und die freie Entfaltung des Indivi­ duums.

Roheisen Unter Roheisen versteht man das im Hochofen erzeugte Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 3 und 5% so­ wie je nach verwendetem Eisenerz unter­ schiedlichen, geringen Prozentanteilen an Silicium, Mangan, Phosphor und Schwefel. Manganreiches, weißes Rohei­ sen wird zur Stahlherstellung verwendet, während man siliciumreiches, graues

Riefen bei gefeilter Fläche

Roheisen meist zu Gußeisen weiterverar­ beitet.

Schaben Beim Schaben sollen die durch Hobeln, Fräsen oder Drehen entstandenen Risse und Rillen beseitigt werden, so daß eine möglichst gleichmäßig tragende Fläche entsteht. Schleifen Das Schleifen ist ein spanabhebendes Verfahren, bei dem Größe und Form der Schneiden nicht genau bestimmbar sind, da in der Schleifscheibe die Schleifkömer beliebig angeordnet sind. Als Schleifkör­ ner dienen harte Kristalle (Korund und Siliciumkarbid) mit vielen scharfen Kan­ ten, die mit einer Bindungsmasse zur Schleifscheibe geformt werden. Der Vorteil des Schleifens besteht in der großen Härte und der geringen Grö­ ße der Schleifkömer. Mit ihnen lassen sich auch glasharte Werkstoffe spanab­ hebend bearbeiten, wobei die winzigen Schneiden die Herstellung von Arbeits­ flächen mit geringer Rauhigkeit und ho­ her Maßgenauigkeit gestatten. Die Einteilung der Schleifmaschinen erfolgt nach der Form der Werkstücke: Rundschleifmaschinen für zylindrische Teile, die im Futter, zwischen Spitzen oder Zangen gespannt werden können. Spitzenlose Rundschleifmaschinen, bei denen sich das Werkstück frei zwi­ schen zwei Schleifscheiben dreht. Der Schleifftorn Bindgmittgl Por*

geschabte Fläche Wtrkttück

160: Schaben.

161: Schleifen.

201

Vorschub des Werkstückes wird durch Schrägstellen der Schleifscheiben um 1°4” erzeugt. Flächenschleifmaschinen zur Bearbei­ tung ebener und geformter Flächen. Werkzeugschleifmaschinen zum Schär­ fen von Werkzeugen. Sehneidkluppe Schneidkluppen werden heute fast nur noch zum Schneiden von WhitworthRohrgewinden bei der Gas- und Wasser­ installation verwendet. Schneidkluppen besitzen auswechselbare, radial verstell­ bare Schneidmesser (Backen). Verschie­ den große Gewindedurchmesser kön­ nen, wenn sie gleiche Steigung haben, mit den gleichen Schneidbacken ge­ schnitten werden.

Schnittbewegung Die Schnittbewegung trennt den Span vom Werkstück. Dessen Form bestimmt, ob die Schnittbewegung geradlinig, kreisförmig oder kurvenförmig erfolgen muß. Die Meßgröße der Schnittbewe­ gung ist die Schnittgeschwindigkeit. Sie hängt sowohl von der Härte des zu bear­ beitenden Werkstoffes, von der Festig­ keit des Werkzeuges, von dessen Stand­ zeit als auch von der verlangten Oberflä­ chengüte des Werkstückes, der Starrheit der Maschine und dem verwendeten Kühl- und Schmiermittel ab.

Scholastik Die Scholastik ist die Philosophie des Spätmittelalters, in der versucht wurde, die antike griechische Philosophie (vor allem des Aristoteles) mit den Aussagen der Bibel und der christlichen Religions­ lehre zu einem gemeinsamen Weltbild, bei dem beispielsweise die Erde als Mit­ telpunkt des Kosmos angenommen wur­ de, zu verknüpfen.

leistung angestrebt, die erzeugte Ober­ flächengüte ist zweitrangig. Der Span­ querschnitt, das Produkt aus Schnittiefe und Vorschub, sollte möglichst groß sein. Anders beim Schlichten, hier steht eine hohe Oberflächengüte im Vordergrund, während die Schnittleistung weniger wichtig ist. Deshalb arbeitet man beim Schlichten mit hohen Schnittgeschwin­ digkeiten und kleinem Vorschub.

Schulpflicht Die Schulpflicht wurde seit dem 17. und 18. Jh., vor allem aber ab ca. 1800 in den deutschen Staaten eingeführt, blieb je­ doch auf solche Orte beschränkt, in de­ nen sich tatsächlich Schulen befanden. Dies lag daran, daß die Schulträger, meist Gemeinden, vielfach weder die Schnittbewegung

Schnittbewegung

Vorschubbewegung

Vorschub­ bewegung

Längsdrehen

Sägen Schnittbewegung

Vorschub­ bewegungs Schnitt­ bewegung

Zustellbewegung

Vorschub­ bewegung

Bohren

Umfangsfräsen Schnitt-

Zustell­ bewegung

Vorschub- Zustell­ bewegung bewegung

Vorschubbewegungen

Schruppen und Schlichten Beim Schruppen wird eine hohe Schnitt-

202

Zustell­ bewegung

Rundschleifen 162: Schnittbewegungen.

Schnittbewegung

Hobeln

Mittel hatten noch die Notwendigkeit einsahen, den Bildungsstand des Volkes allgemein anzuheben. Das in manchen Ländern noch um 1900 erhobene Schul­ geld floB den Lehrern zu, die deshalb an großen Klassen interessiert waren.

Serienfertigung Bei Serienfertigung werden mehrere Produkte, die sich aus vielen Einzelteilen zusammensetzen und die auf Grund ihrer unterschiedlichen Konstruktion einen unterschiedlichen Fertigungsgang ha­ ben, in begrenzter Menge hergestellt. *-Siemen Martin-Verfahren Zur selben Zeit, als H. Bessemer seine Versuche zum Frischen von Stahl mach­ te, beschäftigte sich Friedrich Siemens mit der Entwicklung der Regenerativ­ feuerung, die eine wirtschaftliche Erzeu­ gung von hohen Temperaturen in Schmelzöfen erlaubte. Die Regenerativ­ feuerung beruht auf der Idee, die Ver­ brennungsluft und die Heizgase mit den heißen Abgasen vorzuwärmen. Die da­ durch ca. 2000° Celsius heißen Flammen streichen Ober das Schmelzgut und be­ wirken die Umwandlung des Roheisens in Stahl. Unter Verwendung einer von Siemens gebauten Regenerativfeuerung gelang es dem Franzosen Pierre Martin, Stahl aus Roheisen und Stahlschrott in ei­ nem Herdofen zu erschmelzen. Die neue Möglichkeit, Stahlschrott wieder zu ver­ werten, gab dem Siemens-Martin-Verfahren von Anfang an eine große Bedeu­ tung bei der Deckung des ständig steigen­ den Stahl- und Schmiedeeisenbedarfs.

Beim Spanen wird der Werkstoff durch ein ein- oder mehrschneidiges Werkzeug in verschiedenen Schichten vom Werk­ stück abgetragen. Dazu bedarf es mehre­ rer Bewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug, die entweder vom Werk­ stück oder vom Werkzeug ausgeführt

Relßapan

Fließspan

Scherspan

Einriß (gering) 163: Spanen. werden. Es sind dies die Schnittbewe­ gung, die Vorschubbewegung und die Zustellbewegung (Abb. 162). Bei der Spanabnahme ergeben sich in Abhängig­ keit von Werkstoff, Schnittiefe, Schnitt­ geschwindigkeit und Spanwinkel drei Spanarten (Abb. 163): - Reißspäne, die beim Spanen von sprö­ den Werkstoffen entstehen. Sie beste­ hen aus einzelnen kurzen Spanelemen­ ten, die aus dem Werkstück herausge­ rissen werden, wodurch eine rauhe Oberfläche entsteht. - Fließspäne, die beim Spanen weicher Werkstoffe entstehen. Durch den nur sehr kleinen Einriß ergibt sich eine ho­ he Oberflächengüte. - Scherspäne, die bei zähen Werkstoffen mittlerer Festigkeit z. B. bei niedrig le­ giertem Stahl entstehen. Scherspäne ergeben bei brauchbarer Oberfläche des Werkstückes kurze Spanlocken, wie sie vor allem bei der automati­ schen Bearbeitung erwünscht sind.

203

Spindebtock Der Spindelstock ist ein Bauteil der Drehmaschine. In ihm sind vor allem die Arbeitsspindel sowie das zur Steuerung der Arbeitsspindel-Drehzahl notwendige Hauptgetriebe (in Stufen schaltbares Zahnradgetriebe oder stufenloses Ge­ triebe) untergebracht. StahlbersteDung Bei der Stahlherstellung aus Roheisen und Schrott geht es vor allem um - die Entfernung der qualitätsmindemden Eisenbegleiter, vor allem Schwe­ fel und Phospor, aus dem Roheisen; - das Erreichen eines bestimmten Koh­ lenstoffgehaltes (etwa zwischen 0,5 und 1,7%); - das Zufügen von Legierungsstoffen. Stahl wird heute vor allem nach folgen­ den Verfahren hergestellt: - Siemens-Martin-Verfahren; - verschiedenen Elektrostahl-Verfahren (Beheizung der Öfen durch einen elek­ trischen Lichtbogen oder durch Induk­ tion; Temperaturen bis 3800° C, da­ durch besonders gute Reinigung der Schmelze, Zusatz hochschmelzender Legierungsbestandteile wie Wolfram möglich); - verschiedene Sauerstoffaufblasverfah­ ren (z. B. LD-Verfahren; statt Luft von unten durch die Schmelze zu bla­ sen - wie beim Bessemer-Verfahren wird reiner Sauerstoff auf das flüssige Roheisen geblasen). Frühere Stahlherstellungsverfahren sind in Abb. 29 (Stahlfrischen im Frisch­ feuer) und 70 (Bessemer-Verfahren) dar­ gestellt und erläutert. Das TiegelguBverfahren ist auf S. 63 beschrieben.

Standzeit Bei jeder Spanabnahme entsteht vor al­ lem durch die Reibung des Spans auf der Spanfläche des Werkzeuges Wärme (Abb. 164). Durch diese Reibungswärme wird die Werkzeugschneide früher oder

204

Freiflächen reibung

164: Ursachen der Zerspanungswärme.

später ausgeglüht und verliert ihre Schär­ fe. Die Zeitspanne vom Arbeitsbeginn des Werkzeuges bis zum Erliegen der Schärfe heißt Standzeit. Die Standzeit hängt stark von der Schnittgeschwindig­ keit und von dem Werkstoff des Werk­ zeuges ab.

Stopfbüchse Die Stopfbüchse ist eine Dichtung, die an hin- und hergehenden oder sich drehen­ den Maschinenteilen - zum Beispiel Kol­ benstangen, Ventilspindeln - Räume verschiedenen Drucks gegeneinander abdichtet. Stufenacbeflienaatrieb Beim Stufenscheibenantrieb wurde die Antriebsleistung von der Transmissions­ anlage oder einem beigestellten Elektro­ motor auf einen Satz abgestufter Rie­ menscheiben übertragen. Die Drehzahl­ änderung der Arbeitsspindel erfolgte durch entsprechendes Umlegen des An­ triebsriemens. Mit dem Einbau von schaltbaren Zahnradgetrieben in die Ma­ schinen konnte der Stufenscheibenan­ trieb auf den Einscheibenantrieb redu­ ziert werden. Völkerwanderung Das Vordringen der germanischen Völ­ ker zwischen dem 4. und 6. Jahrhundert aus dem Osten nach dem Süden und We­

sten Europas wird ab Völkerwanderung bezeichnet. Im Verlauf der Völkerwan­ derung ging das Römische Reich unter, während die Reichsbildungen der germa­ nischen Stämme die Grundlage der euro­ päischen Staatenwelt des Mittelalters bil­ deten.

Die Vorschubbewegung verschiebt das Werkzeug oder Werkstück bei geradlini­ ger Schnittbewegung im allgemeinen schrittweise und bei kreisförmigen Schnittbewegungen stetig in senkrechter Richtung zur Schnittbewegung (vgl. Abb. 162). Die GröBe des Vorschubs be­ stimmt die Spandicke und hängt haupt­ sächlich von der gewünschten Oberflä­ chengüte ab. WechaeHder Arbeitsspindel und Leitspindel sind durch einen austauschbaren Zahnräder­ satz verbunden (vgl. Abb. 156). Durch das Wechseln der Zahnräder können zwischen Arbeitsspindel und Leitspinde) verschiedene Obersetzungsverhältnisse hergestellt werden, so daß Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen auf der Drehmaschine geschnitten werden kön­ nen. Heute werden Wechselräder nur noch selten verwendet. Die in vielen Stu­ fen schaltbaren Vorschubgetriebe haben sie verdrängt und das Gewindeschneiden weiter vereinfacht.

Wiener Kongreß Die europäischen Fürsten und Staats­ männer kamen 1814/15 in Wien zur Neuordnung Europas nach dem Sturz Napoleons zusammen. Für Deutschland brachte der Wiener Kongreß nicht das von der Bevölkerung erhoffte und von den Fürsten versprochene einheitliche und freie Reich, sondern die Festschrei­ bung der staatlichen Zersplitterung und die Unterdrückung der demokratischen und nationalen Bestrebungen.

Winkel an der WerkMogschaeide Die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Winkel an der Werkzeugschneide können am besten beim Meißel betrach­ tet werden (Abb. 165): Der Keilwinkel ß ist von der Werk­ stoffestigkeit des Werkstückes abhängig. Ein spitzer Keilwinkel verringert zwar den Trennwiderstand, der vom Werk­ stück der Werkzeugschneide entgegen­ gesetzt wird, mindert aber auch die Fe­ stigkeit des Werkzeuges selbst. Die Schneide kann den Trennwiderstand des Werkstückes nur überwinden, wenn sie selbst die gleichgroße Gegenkraft aushal­ ten kann. Daher gilt: Je größer die Werk­ stoffestigkeit, desto größer der Keilwin­ kel ß. Durch den Freiwinkel a wird die Reibung zwischen Schneide und Werkstück und damit der Schneidenverschleiß verrin­ gert. Die Größe des Freiwinkels richtet sich nach den Eigenschaften des Werk­ stoffes. Hart-spröde Werkstoffe (z. B. Grauguß) verursachen eine geringere Reibung, da sie hinter der Schneide nicht so stark zurückfedem wie zähelastische Werkstoffe. Daher gilt: Für zäh-elasti­ sche Werkstoffe werden größere Frei­ winkel gewählt als für hart-spröde. Bei kleinem Spanwinkel y (0° bis 8°) werden die Spanelemente stark ge­ staucht. Der voreilende Riß wird ins In­ nere des Werkstücks gelenkt, die Span-

165: Winkel am Schneidkeil.

205

elemente werden einzeln aus dem Werk­ stoff herausgerissen (vgl. Abb. 163). Die Schnittfläche wird uneben und nicht maßhaltig. Bei größerem Spanwinkel (15° bis 30°) ist die Stauchung geringer. Die einzelnen Spanelemente reißen nicht aus, sondern fließen über die Spanflfiche ab und bilden Spanlocken. Die Schnitt­ flfiche wird regelmäßig und sauber, da der Schnittdruck nicht so stark wechselt. Bei industrieller Fertigung sind zu lange Späne jedoch hinderlich, weshalb mittle­ re Spanwinkel von 8° bis 15° gewählt wer­ den, die relativ kurze Scherspfine erzeu­ gen. Negative Spanwinkel werden für be­ sonders harte und spröde Werkstoffe oder bei besonders hohen Schnittge­ schwindigkeiten gewählt. Sie setzen je­ doch starre und kräftige Maschinen mit hoher Antriebsleistung voraus.

Zeitabschnitte der MenschhettagescMckte Die Einteilung der Menschheitsgeschich­ te erfolgt grundsätzlich nach den Werk­ stoffen, die der Mensch für die Herstel­ lung seiner Werkzeuge verwendet hat. Die entsprechenden Jahreszahlen liegen in den verschiedenen Gebieten Europas

und des vorderen Orients sehr weit aus­ einander. Abb. 166 gibt einen Überblick. Zogapindel Die Zugspindel ist eine Welle mit Lfingsnut oder Sechskantprofil, die bei Dreh­ maschinen die Kraft für den selbsttätigen Längs- oder Planvorschub überträgt. Der Kraftfluß wird dabei über ein ausrückba­ res Schneckenräderpaar (Fallschnecke) geleitet, wodurch das Drehen gegen An­ schläge ermöglicht und der Antrieb gleichzeitig gegen Überlastung gesichert wird.

Zufl In der mittelalterlichen Stadt schließen sich die Handwerksmeister des gleichen Berufes zu einer Zunft zusammen. Ihre politische Zielsetzung richtete sich be­ sonders gegen die in den Städten vorherr­ schende Macht der Kaufmannsgilden. Die mit dem Aufblühen der Städte und des Handels zur Qualitätssicherung er­ lassenen strengen Vorschriften über die Art und Weise der Berufsausübung ver­ kehrten sich unter den veränderten Be­ dingungen des späten Mittelalters und der Neuzeit in fortschrittsfeindliche Hemmnisse.

166: Die Zeitalter der Menschheitsgeschichte in Europa und Vorderasien.

206

ZuchUge Zuschläge werden im Herstellungspro­ zeß von Eisen und Stahl verwendet. Zum einen benötigt man sie (vor allem Kalk) im Hochofen, um die schwer schmelzba­ ren Bestandteile des Eisenerzes und der Brennstoffasche zu Schlacke zu verflüssi­ gen. Zum anderen verwendet man Zu­ schläge, um die Eigenschaften von Stahl zu beeinflussen. Hierfür kommen zum Beispiel Wolfram, Chrom, Mangan, Sili­ cium und andere Zuschläge in Frage.

Zustellbewegung Die Zustellbewegung bestimmt die Schnittiefe und die Spanbreite (vgl. Abb. 162). Sie wird in der Regel vor jedem Ar­ beitsgang von Hand oder durch Pro­ gramm eingestellt. Bestimmt wird sie durch die Bauart der Maschine, den Werkstoff des Werkstücks wie des Werk­ zeugs sowie durch die gewünschte Ober­ flächengüte.

Transparentreihe zu diesem Buch

Zum Thema «Kulturgeschichte der Werkzeugmaschinen» wurde die Trans­ parentreihe «Vom Bohren, Drehen und Fräsen» mit 18Transparentenentwickelt. Sie ist im Jünger-Verlag, Postfach 580, 6050 Offenbach/M. erhältlich (Best. Nr. 8904, Preis DM 54.-) Die Transparentreihe gliedert sich in drei Teile. Die ersten sechs Transparente be­ fassen sich mit der Geschichte des Boh­ rens und zeigen wesentliche Entwick­ lungsstufen von Maschinen und Werk­ zeugen. Die historische Entwicklung der Drehbank wird in den folgenden sechs Transparenten dargestellt. In einem drit­ ten Teil werden einzelne Zusammenhän­ ge mit der gesamtpolitischen Entwick­ lung im 19. Jahrhundert, verschiedene Teilprobleme aus der Geschichte des Werkzeugmaschinenbaus und histori­ sche Fräsmaschinen behandelt. Anre­ gungen für die Verwendung der Transparente sind im folgenden Kapitel gegeben. Für die Transparentreihe wurden folgen­ de Abbildungen aus dem Buch verwen­ det (die Nummern verweisen auf die ent­ sprechenden Abbildungen im Text): Teil l.

TI Steinzeitliche Bohrmaschinen und Boh­ rer (Abb. 2)

T4 Bohrwerke im Mittelalter: Senkrecht­ bohrmaschine von Leonardo da Vinci, um 1500 (Abb. 22) - Kanonenbohrwerk und Bohrer, um 1540 (Abb. 17 und 18)

T5 Zylinderbohrmaschinen im 18. Jahrhun­ dert: Liegend eingespannter Bohrer und Wagen zum Gewichtsausgleich, 1769 (Abb. 35) - Zweiseitig gelagerter Boh­ rer, 1775 (Abb. 36) T6 Bohren im 19. Jahrhundert: Bohrmaschi­ ne mit Transmissionsantrieb, um 1870 (Abb. 128) - Bohrmaschine mit elektri­ schem Antrieb, 1892 2. Teil

T7 Drehen im Altertum: Indische Drechsel­ bank mit Schnurtrieb (Abb. 4) T8 Drehen im Mittelalter I: Drechsler an der Wippendrehbank, um 1425 (Abb. 7)

T9 Drehen im Mittelalter II: Raddreher an der Drechselbank mit Radantrieb und Kurbel, um 1425 (Abb. 9)

T2 Bohren von Holz im Mittelalter: Bild ei­ ner nicht funktionsfähigen Bohrleier, um 1430 (Abb. 8) - Bohrleier mit Werkzeu­ gen, 1505 (Abb. 10)

T10 Die Anfänge der modernen Drehmaschi­ ne I: Drehbank mit Leitspindel und Kreuzsupport von H. Maudslay mit Prin­ zipskizze, um 1800 (Abb. 43)

T3 Bohren von Metall im Mittelalter: Fin­ gerhuthersteller, um 1425 (Abb. 11) Prinzip der Rennspindel - Arbeitsweise von Spitz- und Zentrumsbohrer (Abb. 3)

TU Die Anfänge der modernen Drehmaschi­ ne II: Vergleich der alten Drehbank und der Maudslayschen Drehmaschine (Abb. 44)

208

TU Die Anftnge der modernen Drehmaschi­ ne III: Erste Revolverdrehbank, 1845 (Abb. 67) - Mehrspindelautomat

TU Vorschubsteuerung früher und heute: Automatisches Sägewerk mit Wasserrad­ antrieb, um 1245 (Abb. 6) - moderne Bohreinheit mit Kurvensteuerung

3. Teil TU Wirtschaftspolitische Faktoren und Ma­ schinenbau: Zollschranken. 1834 (Abb. 77) - Schutz deutscher Arbeit, 1849 (Abb. 81)

T14 Deutschland, 1848. Revolution und An­ sitze für einen Neubeginn (Abb. 80) TU Kopiereinrichtungen früher und heute: Passigdrehen auf der Wippendrehbank, um 1560 (Abb. 24) - Kopiersteuerung an einer moderneren Drehmaschine

T17 Theorie und Praxis bei der Maschinen­ herstellung: Schraubbolzen mit schwa­ chen Gegenmuttern, Konstruktions­ zeichnung von 1908 (Abb. 104) - neuere Darstellung einer Gegenmuttersiche­ rung

TU Frühe Fräsmaschinen: Fräsmaschine von 1818 (Abb. 60)-Universalfräsmaschine, 1870 (Abb. 66) - Historische (Abb. 62) und moderne Fräser

Anregungen für die Umsetzung in die Ausbildung Mit den folgenden Beispielen wollen wir Anregungen dafür geben, wie dieses Buch zusammen mit der Transparentreihe in die Bildungsarbeit einbezogen werden kann. Es handelt sich dabei nicht um didaktisch und methodisch erprobte und gesicherte Hinweise oder Lehreinheiten, sondern um Anregungen - im Sinne des Wortes die je nach spezifischer Ausbildungssituation abzuändem oder zu ergänzen sind. Ob diese Anregungen unserer Absicht entsprechen, die Ausbildung aufzulockem, zu ergänzen und/oder einen Museumsbesuch vor- und nachzubereiten, kann nur in der täglichen Ausbildungspraxis überprüft werden.

1. Zur Geschichte des Bohrens liegen die Transparente 1 bis 6 vor. Diese könnten etwa folgendermaßen eingesetzt werden: TI An Hand der abgebildeten steinzeitlichen Werkstücke versuchen die Auszubil­ denden, die Bohrerform und die Bohrmethode herauszufinden. Die Bohrvor­ richtung mit Fiedelbogenantrieb im unteren Teil des Transparents (zuvor abge­ deckt) ist die Lösung. T 2 Das Bild der nicht funktionsfähigen Bohrleier kann als Denkanstoß dienen. Die Auszubildenden sollen dadurch angeregt werden, die Funktion der Abbildung zu deuten und den Fehler in der Darstellung zu beschreiben. Erweist sich dies als zu schwierig, kann die zunächst abgedeckte Abbildung der Brustleier und ihre Bohrwerkzeuge dazu gezeigt werden. Insgesamt kann das Transparent dazu be­ nutzt werden, die Bedeutung des Kurbeltriebes für die Antriebstechnik heraus­ zuarbeiten und sein Wirkungsprinzip, Umsetzung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung, zu erläutern. T3 Dieses Transparent bietet die Möglichkeit, die Auszubildenden die Funktions­ weise einer Rennspindel erklären zu lassen. Des weiteren kann hier bereits über die Vorteile der modernen Wendeibohrer gegenüber den dargestellten Zen­ trums- und Spitzbohrern gesprochen werden. T 4 An Hand dieser Bilder könnten die Vor- und Nachteile der jeweiligen Verfah­ ren, z. B. bezüglich Spanabfuhr und Vorschub, erörtert werden. Dabei kann darauf hingewiesen werden, daß diese Probleme auch heute noch ganz wesent­ lich auf die Bauform und Antriebsweise einer Werkzeugmaschine einwirken. Auch bei den abgebildeten Bohrern könnte auf deren Vor- und Nachteile ver­ wiesen werden. Dabei wäre vor allem zu erwähnen, daß bereits zu dieser Zeit das Einsetzen von harten Schneiden in einen zähen Schneidenträger, wie es heu­ te auch bei Messerköpfen und Hartmetallwerkzeugen üblich ist, als besonderer Vorteil erkannt wurde. TS Zu diesem Transparent könnte der zeitgenössische Bericht über das Ausbohren eines Zylinders (Seite 60f) vorgelesen und auf die Maßgenauigkeit der damali­ gen Zylinderbohrwerke hingewiesen werden. Mögliche Fragen in diesem Zusammenhang: Wodurch entstanden wohl diese großen Abweichungen? Was hätte man aus heutiger Sicht tun können, um diese Mängel zu beheben bzw. zu verringern? Die Maschine von 1769 kann daran anschließend als ein damaliger erster Lö­

210

T6

sungsversuch vorgestellt werden. Zur Erkenntnisleitung könnte dabei die Frage nach der Funktion des im Zylinder mitlaufenden, kleinen Wagens gestellt wer­ den. Zur Beurteilung der Verbesserungen an der Maschine von 1776, könnte die mit dieser Maschine erreichte Genauigkeit vorgegeben (Abweichung von der Dicke einer Münze, gegenüber der Abweichung von der Dicke eines kleinen Fingers) und den Auszubildenden die Aufgabe gestellt werden, die entscheiden­ den Verbesserungen zu finden und deren Auswirkungen zu begründen. An die­ ser Stelle könnte auch auf die heute kurios erscheinenden Maßangaben «Dicke einer Münze» und «Dicke eines kleinen Fingers» hingewiesen und, als durch die mangelhaften Meßverfahren begründet, erklärt werden. Hier bietet es sich an, die beiden Maschinen hinsichtlich der Antriebselemente vergleichen zu lassen und auf die Wechselwirkung von Maschinengestaltung und Unfallversicherungsgesetz von 1884 bzw. den heutigen Unfallverhütungsvor­ schriften hinzuweisen. Mit Hinweis auf den in der Maschine von 1892 immer noch verwendeten Zen­ trumsbohrer könnte erläutert werden, warum die Vorteile des bereits seit Jahr­ zehnten bekannten Wendeibohren zunächst nicht zum Tragen kamen.

2. Zur Geschichte des Drehens liegen die Transparente 7 bis 12 vor. Diese könnten etwa folgendermaßen eingesetzt werden: T 7 Das Transparent könnte als Denkanstoß verwendet werden, indem man es mit . der Aufforderung zeigt, zu erklären, was hier dargestellt ist. Bei der Erläuterung des Bildes kann dann darauf hingewiesen werden, daß bereits hier die grundle­ genden Probleme einer Drehmaschine/-bank zu lösen waren. Nämlich: - das Spannen des Werkstückes - das Antreiben des Werkstückes - das Führen des Werkzeuges. Die Schwierigkeiten, die durch die ständig wechselnde Drehrichtung des Werkstückes für die Werkzeugführung entstanden, sollten hier vom Auszubil­ denden bereits erarbeitet werden. T8 In Verbindung mit T 7 könnten die Auszubildenden aufgefordert werden, ein Antriebsverfahren zu entwerfen, das die Hilfe des Schnurziehers entbehrlich macht (Lohnkosten). T 8 wird dann als Lösungsbild gezeigt, wobei die Funktion der Wippendrehbank wiederum vom Auszubildenden selbst zu finden ist. Als Überleitung zu T 9 sollten die Nachteile des Schnurzugantriebs (nur halbe

Ausnutzung der Arbeitszeit, vermutlich nur geringe Oberflächenqualität) noch­ mals verstärkt und die Auszubildenden aufgefordert werden, Möglichkeiten zur Erzeugung einer Drehbewegung mit gleichbleibender Drehrichtung zu finden. T 9 Das Transparent wird als Lösung zu der unter T 8 gestellten Frage gezeigt. Dabei kann darauf hingewiesen werden, daß jetzt allerdings wieder eine Hilfskraft, der «Raddreher» erforderlich wird, weshalb sich diese Drehbank nur bei den wohl­ habenderen Metalidrehem durchsetzen konnte. Holzdreherund Raddreherwa­ ren im Mittelalter unzünftige, schlecht bezahlte Beschäftigte, deshalb auch ihr häufiges Vorkommen im Hausbuch der Mendelschen Zwölfbrüderstiftung. T19 Nach einer einführenden Erläuterung über die Bedeutung von Gewinden in der Technik könnten die Auszubildenden überlegen, welche Bauteile eine Dreh­ bank zum Schneiden von Gewinden haben müßte. An der Drehbank von

211

Maudslay können diese Teile dann gezeigt werden. AuBerdem kann hier gefragt werden: - Warum brauchte Maudslay wohl verschiedene, auswechselbare Leitspindeln? - Welche Bauteile und Vorrichtungen besitzen moderne Drehmaschinen zum Gewindeschneiden? Am Wirkungsschema im unteren Bildteil kann noch der Kraftfluß beim Ge­ windeschneiden gezeigt werden. T11 Dieses Transparent veranschaulicht auf geradezu klassische Art den Unter­ schied zwischen den Begriffen «Drehmaschine» und «Drehbank». Wahrend es sich bis zur Erfindung des mechanisch geführten Werkzeughalters um Drehbän­ ke handelte, bei denen der eigentliche Arbeitsgang - das Führen des Werkzeugs - von Hand erfolgte, wurde durch den mechanisch geführten Werkzeugschlitten die Hand des Drehers «ersetzt». Der Arbeitsvorgang wurde jetzt, wenn auch begrenzt, von einem technischen Hilfsmittel selbständig verrichtet. Die Dreh­ bank, im technischen Sinne ein Apparat, hatte durch Maudslay den Sprung zur Drehmaschine geschafft. Die überragende Leistung Maudslays kann dadurch verdeutlicht werden, daß darauf hingewiesen wird, daß er eine mögliche Entwicklungsstufe, den mit Handrad betriebenen Werkzeugschlitten mit mechanischem Vorschub über­ ging. Der Entwicklungssprung Drehbank - Drehmaschine kann mit dem Entwick­ lungssprung Drehmaschine - NC-Drehautomat durchaus verglichen werden. Der erste «ersetzte» die Hand des Drehers, der zweite «ersetzte» den Kopf des Drehers. Bei diesem Transparent bietet sich auch der Hinweis an, daß sich die engli­ schen Arbeiter damals gegen die Einführung der neuen Maschine sträubten, weil sie um ihre Arbeitsplätze fürchteten. T12 Am Beispiel der Revolverdrehbank könnte zweierlei erklärt werden: 1. Welche Vorteile es bringt, Werkstücke oder Werkzeuge während der Bear­ beitung nicht umspannen zu müssen. 2. Daß im amerikanischen Bürgerkrieg 1861-1865 die technologische Überle­ genheit der Nord-Staaten für deren Sieg ausschlaggebend war. Und daß die unter 1. erwähnten Vorteile sich insbesondere bei der Waffen- und Muni­ tionsproduktion zeigten, so daß im weitesten Sinne festgestellt werden kann, daß die Revolverdrehbank wesentlich den Kriegserfolg bestimmte. Am Mehrspindelautomaten könnte der wechselseitige Zusammenhang zwi­ schen den einzelnen Bereichen der Technik beispielhaft erkärt werden. Von der Bedeutung der Nähmaschine und des Fahrrads für den Werkzeugmaschinenbau der neunziger Jahre ausgehend, könnte auf die heutige Bedeutung des Automo­ bilbaus für die Entwicklung der Fertigungstechnik verwiesen werden.

3. Von den Transparenten 13 bis 18 beziehen sich nur T15, T16 und T18 direkt auf Themen des Werkzeugmaschinenbaus. T 13, T 14 und T 17 beziehen sich mehr auf Themen der wirtschaftlichen und politischen Entwicklung, die mit der technischen Entwicklung eng Zusammenhängen. T13 Könnte dazu dienen, mit den Auszubildenden darüber zu sprechen, welche Vorund Nachteile Einfuhrzölle und Handelsbeschränkungen für die technisch-wirt­

212

T14

T15

T14 T17

T18

schaftliche Entwicklung eines Staates haben können. Dabei kann einerseits auf die Auswirkung der napoleonischen «Kontinentalsperre» für die technisch-wirt­ schaftliche Entwicklung in den deutschen Ländern zu Beginn des 19. Jahunderts und andererseits auf die Rolle und Wirkung von «Made in Germany» hingewie­ sen werden. Als aktueller Bezug bietet sich die Diskussion über den Sinn einer Einfuhrbeschränkung von japanischen Waren an, wie sie 1980/81 wieder aufkam. An Hand dieses Bildes könnte über die unterschiedlichen sozialen Folgen - ei­ nerseits Verarmung und Verelendung von Handwerkern, Bauern und Indsutriearbeitem, andererseits Wohlstand und Reichtum für die neue Gesellschafts­ schicht der Fabrikbesitzer - gesprochen werden. Die Revolution von 1848 kann dann ab politisches Lehrstück dafür behandelt werden, wie die in der Industriel­ len Revolution entstehenden neuen Klassen zunächst gemeinsam versuchten, ihre neue wirtschaftliche Bedeutung in politische Macht umzusetzen, um nach ersten Erfolgen an der durch ihre unterschiedliche Ausgangslage vorbestimmten Uneinigkeit zu scheitern. Die FabrikheiTen ließen sich vom nach wie vor privile­ gierten Adel mit einigen verbesserten Wirtschaftsgesetzen abfinden, die es er­ laubten, die breite Masse der arbeitenden Bevölkerung noch mehr ab früher auszubeuten. Passigdrehen ist der Vorläufer des modernen Kopierdrehens. Am Bebpiel der mittelalterlichen Kopierdrehbank können die grundsätzlichen Probleme des Kopierdrehens erarbeitet werden, die dann auf die heute gegebenen techni­ schen Möglichkeiten übertragen und am Bebpiel der abgebildeten Prinzipskizze erläutert werden. Hier kann entsprechend TIS verfahren werden. Hier könnte nur die rein technische Problematik einer Schraubensicherung mit Kontermutter behandelt werden, wobei das Transparent ab eine hbtorisch zwar verwirklichte, jedoch falsche Lösung vorgestellt wird. Diese Abbildung kann dem Auszubildenden aber auch beweisen, daß bereits einfachste Probleme oft nicht ohne theoretisches Wissen gelöst werden können. Dies rechtzeitig erkannt und entsprechend berücksichtigt zu haben (z. B. durch den Aufbau eines umfangreichen technischen Bildungssystems und die Heran­ ziehung der Wissenschaft zur Lösung technischer Probleme), war die Grundlage für den Erfolg der deutschen Industrie zu Beginn des Jahrhunderts und den guten Ruf von «Made in Germany». Am Bebpiel der historischen Entwicklung der Fräsmaschine kann die Bedeu­ tung des Austauschbaus und die wichtige Rolle der Werkzeugmaschine für die technische Entwicklung herausgearbeitet werden. Die Beziehungen zwischen Universalfräsmaschine, Wendeibohrer und Waffenbau können beispielhaft für andere Wechselbeziehungen in der Technik erwähnt werden. Auch die Bezie­ hungen zwischen der Entwicklung von Fräswerkzeugen und Schleifmaschinen sowie Schleifmitteln kann ab Bebpiel einer wechselseitigen technologischen Abhängigkeit dargestellt werden. An den verschiedenen Fräsern könnten die Auszubildenden die Merkmale hbtorischer und moderner Fräser bezüglich Zähnezahl, Zahnteilung, Span­ raum, Hinterfräsung ermitteln. Danach könnten die Begründung für die Bau­ form eines modernen Fräsers und die sich hieraus ergebenden Vorteile erörtert werden.

213

4. Anregungen zur Vor- und Nachbereitung eines Museumsbesuchs: - Die Auszubildenden überlegen, welche Fertigungsverfahren zur Herstellung einer Dampfmaschine bekannt sein müssen (mit Hilfe von Transparent T 5 oder direkt zu Beginn des Museumsbesuches am Original). - Die Auszubildenden überprüfen im historischen Werkzeugmaschinenraum, in den Bereichen Formen, GieBen und Schmieden, ob die von ihnen vorge­ schlagenen Fertigungsmethoden bereits bekannt waren (zur Vor- oder Nach­ bereitung könnten auch die Transparente T 5, T 10, T 11 herangezogen werden). - Die Auszubildenden versuchen, an anderen Ausstellungsstücken (zum Bei­ spiel der Wattschen Dampfmaschine, dem ersten Otto-Motor, Diesel-Motor, Kraftfahrzeug, Lokomotive und Ähnlichem) Zusammenhänge zwischen ver­ wendeten Materialien, technischer Gestaltung, Verbindungstechniken und jeweiligem Stand der Fertigungstechnik herzustellen. - In verschiedenen Gruppen ermitteln (beschreiben, skizzieren) die Auszubil­ denden die einzelnen Arten des Antriebs, des Vorschubs, der SchnittgeschwindigkeitsAnderung und der Schlittenführung, sowie deren Besonderhei­ ten an den einzelnen Ausstellungsstücken. - In der Nachbereitung des Museumsbesuchs tragen die Gruppen ihre Ergeb­ nisse vor. Gemeinsam werden Gründe für die jeweilige technische Ausfüh­ rung gesucht. Bei einer Gegenüberstellung mit den Konzeptionen moderner Werkzeugmaschinen können deren Aufbau und die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile gegenüber früheren Maschinen und verschiedenen Zwi­ schenlösungen besprochen werden.

Literatur Agricola, G.: Vom Berg- und Hüttenwesen. Übers, und bearb. v. C. Schiffner. Mün­ chen 1977 (Originaltitel: De re metallica libri XII. Basel 1556). Barth, E.: Entwicklungslinien der deutschen Maschinenbauindustrie von 1870 bis 1914. Berlin 1973. Becker, W.: Die Entwicklung der deutschen Maschinenindustrie von 1850-1870. In: Schröter, A.; Becker, W.: Die deutsche Maschinenbauindustrie in der industriellen Revolution. Berlin 1962, S. 137-285. Biringuccio, V.: De la pirotechnia. Venedig 1540. Dt. Übersetzung von O. Johannsen, Braunschweig. 1925. Brandstätter, Chr.; Hubmann, F.: Made in Germany. München 1977. Brasch, H.: Neue Werkzeugmaschinen auf der Leipziger Frühjahrsmesse 1923. In: Zs. d. Vereins Deutscher Ingenieure, Jg. 67,1923, S. 201-205. Bruins, D. H.; Dräger, H.-J.: Werkzeuge und Werkzeugmaschinen, Bd. 1. München 1975. Buxbaum, B.: Der deutsche Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 19. Jahrhun­ dert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 9, Berlin 1919, S. 97-129. Buxbaum, B.: Der amerikanische Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 10, Berlin 1920, S. 121-154. Buxbaum, B.: Der englische Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 11, Berlin 1921,S.117-142. Buxbaum, B.: Die Werkzeugmaschine und ihre Entwicklung. In: Energie, Jg. IX/35, Berlin März 1930, S. 67-71. Charchut, W.: Spanende Werkzeugmaschinen. München 1972. Dahl, G.: Jugend der Maschinen. Ebenhausen 1965. Deutsches Museum München (Hg.): Kultur & Technik, Sonderheft. München 1977. Dominik, H.: Der Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau. Berlin 1930. Fachkunde für metallverarbeitende Berufe. Wuppertal 1976. Feldhaus, F. M.: Aus der Geschichte der Bohrmaschine. In: Die Werkzeugmaschine, Jg. 30,1926, S. 613-614. Feldhaus, F. M.: Die Drehbank des Kaisers Maximilian. In: Werkstatt-Technik, Jg. 11,1917, S. 293-294. Feldhaus, F. M.: Die geschichtliche Entwicklung des Zahnrades in Theorie und Praxis. Berlin 1922. Feldhaus, F. M.: Die Maschine im Leben der Völker. Stuttgart 1954. Finkelnburg, H.: Entwicklungsgeschichte der Werkzeugmaschinen. In: Mechanik und Maschinenbau. Jg. 2, München 1951, Heft 15-22,24; Jg. 3,1952, Heft 3,6,8. Fischer, H.: Beiträge zur Geschichte der Werkzeugmaschinen. In: Beiträge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie, Bd. 5, Berlin 1913, S. 73-123. Fischer, H.: Zur Entwicklungsgeschichte der Drehbank. In: Zs. d. Vereins Deutscher Ingenieure, Jg. 39, Berlin 1895, S. 1097-1099. Flucke, F.: Aus der Geschichte der Fräswerkzeuge. In: Die Werkzeugmaschine, Jg. 37,1933, S. 213-217.

215

Franz, B.: Das Zahnrad. In: Die Werkzeugmaschine, Jg. 23,1919, S. 171-178. Goldbeck, G.: Entwicklungslinien der Betriebstechnik. In: Technikgeschichte, Bd. 43, Düsseldorf 1976, S. 296-306. Graupner, C.: Fräsmaschinen. Berlin 1961. Greiner, W.: Die Transmission. Leipzig 1918. Haneke, H.: Aus der Geschichte der Zylinderbohrmaschine. In: Beiträge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie, Bd. 17, Berlin 1927, S. 117-121. Halem, O. v.: Aus der Geschichte der Erzeugung und Verwendung des Stahls. In: Tägliche Montan-Berichte, Jg. 26. Stahlbau Technik Nr. VI, Düsseldorf 1935, S. 3-5. Haug, H. J.; Maessen, H.: Was wollen die Lehrlinge? Frankfurt/M. 1971. Hausen, K.; u. a.: Moderne Technikgeschichte. Köln 1975. Haussherr, H.: Wirtschaftsgeschichte der Neuzeit. KAln/Graz 1960. Hendrichs, F.: Die geschichtliche Entwicklung der Stahlgewinnung und Stahlverarbei­ tung im Bergischen Lande. In: Technikgeschichte, Bd. 30, Berlin 1941, S. 73-81. Hendrichs, F.: Der Weg aus der Tretmühle, Düsseldorf 1958. Jellinek, S.: Transmissionen. Berlin 1912. Jonas, W.; Linsbauer, V.; Man, H.: Die Produktivkräfte in der Geschichte. Berlin 1969. Kammerer: Entwicklungslinien der Technik. In: Technik und Wirtschaft, Jg. 3,1910, 5. 1-34. Kammerer, O.: Die Entwicklung der Zahnräder. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 4, Berlin 1912, S. 242-273. Kelle, P.: Automaten. Berlin 1921. Kerker, M.: Die Naturwissenschaft und die Dampfmaschine. In: Hausen, K.; u.a.: Moderne Technikgeschichte. Köln 1975. Kellermann, R.; Treue, W.: Die Kulturgeschichte der Schraube. 2. Aufl., München 1962. Klemm, F.: Zur Kulturgeschichte der Technik, Aufsätze und Vorträge. München 1979. Klemm, F.: Technik. Eine Geschichte ihrer Probleme. Freiburg 1954. Knott, C.: Normung und Typenbeschränkung ab Grundlage der Rationalisierung und Automatisierung. In: VDI-Berichte, Bd. 60, Erlangen 1962, S. 13-16. Krüger, G.: Feilen, Schaben, Hobeln. Hannover 1944. Leupold, J.: Theatrum machinarum generale. Leipzig 1724. Lieh, O.: Neuere Fortschritte im Bohrmaschinenbau. In: Maschinenkonstrukteur, Jg. 63,1930, S. 138-142. Loewe, L.: Toleranzlehrensysteme. Berlin o. J. Löss, W.: Handbuch der Dreherei. Leipzig 1905. Lützenkirchen, W.: Der Kollege Roboter. In: Frankfurter Rundschau, Jg. 35, Nr. 1, 6. Jan. 1979, S. 1. Marx, K.: Das Kapital. Berlin 1973. Matschoss, C.: Große Ingenieure. 4. Aufl., München 1954. Mayer, K.; Demleitner, K.: Werkzeugmaschinen, Braunschweig 1977. Meller, K.: Einzelantrieb von Werkzeugmaschinen. Leipzig 1927. Mickel, W.; u. a.: Politik und Gesellschaft. Frankfurt 1978. MAbius, W.: Neue Formen im Werkzeugmaschinenbau. In: VDI-Berichte, Bd. 1, Düsseldorf 1955, S. 41-47.

216

Mutz, A.: Die Kunst des Metalldrehens bei den Römern. Basel und Stuttgart 1972. Nedoluha, A.: Kulturgeschichte des technischen Zeichnens. Wien 1960. In: Blätter für 'Technikgeschichte, Heft 19-21, Wien 1957-59. Beigedruckt, S. 1-182. Nedoluha, A.: Geschichte der Werkzeuge und Werkzeugmaschinen. In: Blätter für Technikgeschichte, Heft 22 und 23, Wien 1960 und 1961. Beigedruckt, S. 1-125. Ploetz: Raum und Bevölkerung in der Weltgeschichte, Bd. II. Würzburg 1956. Plumier, Ch.: L’art de toumer. Lyon 1701. Dt. Übersetzung. Leipzig 1776. Porter, C.: Lebenserinnerungen eines Ingenieurs. Berlin 1912. Radunz, K.: Zur Geschichte der Drehbank. In: Die Werkzeugmaschine, Jg. 26,1922, S. 164-166. Reichel, W.: Qualitätssteigerung im deutschen Werkzeugmaschinenbau. In: Maschi­ nenbau-Der Betrieb, Bd. 13,Berlin 1934,S. 115-122. Richter: Über elektrische Einzelantriebe. In: Elektrotechnische Zeitschrift, Jg. 14, 1893, S.141-148. Roe, J. W.: Eli Whitney. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 10, Berlin 1920, S. 153-174. Roe, J. W.: Aus der Geschichte der amerikanischen Werkzeugmaschinen. In: Beiträ­ ge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 17, Berlin 1927, S. 106-116. Rolt, T. C.: Tools for the Job. London 1965. Rosenberg, N.: Technischer Fortschritt in der Werkzeugmaschinen-Industrie 18401910. In: Hausen, K.; u. a.: Moderne Technikgeschichte. Köln 1975. Rothert, A.: Der moderne Geist in der Maschinenfabrik. In: Technik und Wirtschaft, Jg. 2,1909, S. 359-368,404-411,461-467. Rotthowe, A.; u. a.: Lehrbuch für Metallberufe. 2. Auf]., Hannover 1972. Schimank, H.: Naturwissenschaften und Technik im 16. Jahrhundert. In: Technikge­ schichte, Bd. 30, Berlin 1941, S. 99-106. Schlesinger, G.: Die Technische Meßausstellung des deutschen Werkzeugmaschinen­ baus in Leipzig, März 1923. In: Zs. d. Vereins Deutscher Ingenieure, Jg. 67,1923, S. 557-562. Schmidtchen, V.: Riesengeschütze des 15. Jahrhunderts - Technische Höchstleistun­ gen ihrer Zeit, II. Teil. In: Technikgeschichte, Bd. 44, Düsseldorf 1977, S. 213-237. Schmoller, G.: Die Straßburger Tücher- und Weberzunft. Straßburg 1879. Schreyer, K.: Werkstückspanner. 3. Aufl., Berlin/Heidelberg 1969, S. 12. Schröter, A.: Die Entstehung der deutschen Maschinenbauindustrie in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. In: Schröter, A.; Becker, W.: Die deutsche Maschi­ nenbauindustrie in der industriellen Revolution. Berlin 1962, S. 15-133. Schwerd, F.: Spanende Werkzeugmaschine. Berlin 1956. Simon, W.: Die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen. München 1971. Skasa-Weiss, E.: Wunderwelt der Technik im Deutschen Museum. München 1975. Sombart, W.: Der moderne Kapitalismus, Bd. III. München/Leipzig 1928. Springer, W.: Der Weg zur modernen Bohrmaschine. Berlin 1941. Spur, G.: Mehrspindelautomaten. München 1970. Spur, G.: Produktionstechnik im Wandel. München 1979. Stau, C. H.: Die Drehmaschine. Berlin 1963. Stau, C. H.: Drehmaschinen auf der IHA1970. In: VDI-Zeitung 1971, Jg. 113, S. 598606. Steeds, W.: A History of Machine Tools 1700-1910. Oxford 1969. Sworykin, A. A.: Geschichte der Technik. Leipzig 1964.

217

Treue, W.: Wirtschaft, Gesellschaft und Technik vom 16. bis 18. Jahrhundert. Mün­ chen 1974. Venohr, W.; Kabermann, F.: Brennpunkte deutscher Geschichte. Kronberg/Taunus 1978. Weil, K.: Entwicklung der Hobelmaschine. Frankfurt 1928. Weinreich, R.: Die Berufsausbildung von Facharbeitern im Zeichen fortschreitender Automatisierung im Maschinenbau. In: Zentrabtelle zur Erforschung und Förde­ rung der Berufserziehung, Automatisierung und Berufsausbildung. Bielefeld 1961. Weiss, H.: Die Werkzeugmaschine. Wien 1897. White, L.: Die mittelalterliche Technik und der Wandel der Gesellschaft. München 1968. Witte, H.: Werkzeugmaschinen. Würzburg 1975. Wittmann, K.: Die Entwicklung der Drehbank bb zum Jahre 1939.2. Aufl. Düsseldorf 1960. Wöhe, G.: Einführung in die allgemeine Betriebswirtschaftslehre. Berlin 1970. Woodbury, R. S.: History of the gear-cutting machine. Cambridge, Mass. 1958. Woodbury, R. S.: History of the grinding machine. Cambridge, Mass. 1959. Woodbury, R. S.: History of the milling machine. Cambridge, Maas. 1960. Woodbury, R. S.: The Legend of Eli Whitney and Interchangeable Parts. In: Techno­ logy and Culture, Vol. I, No 3,1960, S. 235-253.

Empfohlene Literatur Da ein ausführliches Gesamtwerk zur geschichtlichen Entwicklung des Werkzeugma­ schinenbaus bis heute nicht vorliegt, können wir dem an vertiefender Literatur interes­ sierten Leser nur eine Reihe von Aufsätzen empfehlen, die in verschiedenen Zeit­ schriften erschienen sind. Darüber hinaus werden im folgenden Bücher zur Geschichte einzelner Bereiche (Drehmaschinen, Bohrmaschinen) sowie Übersichtswerke zur Technikgeschichte wie auch zur Allgemeingeschichte aufgeführt. Nedoluha, A.: Geschichte der Werkzeuge und Werkzeugmaschinen. In: Blätter für Technikgeschichte, Heft 22 und 23, Wien 1960 und 1961. Beigedruckt, S. 1-125. (Bibliotheks-Signatur des Deutschen Museums: ZB 2176) Dieser Aufsatz beschreibt ausführlich und mit vielen Illustrationen Werkzeuge und Werkzeugmaschinen vom Altertum bis in die vorindustrielle Zeit. Der erste Teil «Werkzeuge und Maschinen des Altertums» erschien in Heft 22. AuBer den Werkzeu­ gen und Geräten geht Nedoluha immer auch auf deren Herstellung und Anwendung sowie auf die angrenzenden Verfahren, wie zum Beispiel das Härten und GieBen ein. Heft 23 bringt dann den zweiten Teil «Werkzeuge und Werkzeugmaschinen vom Mit­ telalter bis 1800». Noch stärker als im ersten Teil beschreibt Nedoluha hier auch die gesellschaftlichen, politischen und wirtschaftlichen Randbedingungen der technischen Entwicklung. Die Einleitung und die Zusammenfassungen der beiden Hauptteile ge­ ben einen sehr guten Überblick über die Zusammenhänge zwischen Kultur- und Tech­

nikgeschichte der behandelten Epochen. Buxbaum, B.: Der deutsche Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 19. Jahrhun­ dert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 9, Berlin 1919, S. 97-129. Buxbaum, B.: Der amerikanische Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 10, Berlin 1920, S. 121-154. Buxbaum, B.: Der englische Werkzeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beiträge zur Geschichte der Technik und Industrie, Bd. 11, Berlin 1921, S. 117-142. (Bibliotheks-Signatur ZB 1744) Buxbaum beschreibt die technische Entwicklung vor allem vor den wirtschaftsge­ schichtlichen Hintergründen, wobei er immer wieder die Rolle und Bedeutung einzel­ ner Erfinder und Herstellerfirmen heraushebt. Die Abbildungen weisen häufig auf konstruktive Einzelheiten und Besonderheiten hin.

Finkelnburg, H.: Entwicklungsgeschichte der Werkzeugmaschinen. In: Mechanik und Maschinenbau, Jg. 2,1951 und Jg. 3,1952 (Bibliotheks-Signatur ZB 3955): Jg. 2,1951: H. 15, S. 1-5: Einführung H. 16, S. 3-7: Drehbänke H. 17, S. 4-8: Sonderdrehbänke, Revolverdrehbänke, Karussells

H. 18, S.

6-9: Automaten

219

H. 19, S. 3- 7: Bohrmaschinen H. 20, S. 3- 6: Bohrwerke H. 21, S. 4- 7: Fräsmaschinen H. 22, S. 3- 7: Schleifmaschinen H. 24, S. 4- 7: Kaltsägemaschinen H. 3, S. 35- 39: Hobelmaschinen Jg. 3,1952: H. 6, S. 79-81: Verzahnungsmaschinen H. 8, S. 111-112: Läppmaschinen Nach einem einführenden Überblick über die Gesamtentwicklung wird in dieser Auf­ satzreihe die Entwicklung der einzelnen Werkzeugmaschinenarten in abgeschlossenen Aufsätzen behandelt. Durch diese straffe Gliederung und die scharfe Begrenzung des Betrachtungszeitraumes werden die einzelnen Aufsätze kurz und übersichtlich. Da sich Finkelnburg dabei auf die Darstellung der rein technischen Entwicklungsbedin­ gungen beschränkt, findet er trotz der Kürze seiner Beiträge Gelegenheit, auch auf Details des Maschinenaufbaus und auf Besonderheiten der einzelnen Verfahren einzu­ gehen. Jonas, W. u. a.: Die Produktivkräfte in der Geschichte. Von den Anfängen in der Urgemeinschaft bis zum Beginn der industriellen Revolution. Berlin (Ost) 1969. (Bibliotheks-Signatur: 1972 A 49) Dieses Buch behandelt nicht die Werkzeugmaschinen im besonderen, sondern die Wechselwirkungen von Kultur- und Technikgeschichte allgemein. Das Buch gliedert sich in drei Teile. Der erste Teil gibt einen Einblick in die theoretischen Grundproble­ me der Technikgeschichte. Der zweite Teil enthält zu den wichtigsten Themen der Technikgeschichte jeweils eine Doppelseite. Auf der einen Seite befindet sich eine Abbildung (oder mehrere), auf der anderen ein begleitender Text. Ein kurzer dritter Teil gibt Hinweise und Anregungen, wie die Technikgeschichte in den historischen und politischen Unterricht einbezogen werden könnte. Dieser Teil ist natürlich stark auf die Belange der Lehrer in der DDR abgestimmt. Der Vorteil des Buches liegt andererseits darin, daB es die einzelnen Teilbereiche der Technik nicht isoliert, son­ dern immer im Gesamtzusammenhang auch mit den politischen, wirtschaftlichen und sozialen Gegebenheiten betrachtet. Eine entsprechende Veröffentlichung in der Bun­ desrepublik Deutschland ist derzeit nicht auf dem Markt. Mayer, K.; Demleitner, K.: Werkzeugmaschinen. Braunschweig 1977. (BibliotheksSignatur: 1978 A 1212. Standort: Lesesaal, Fachzuordnung: Arbeitsmaschinen, Standsignatur: Masch 3447) Dieses Buch wird zur Auffrischung und Vertiefung der eigenen Kenntnisse zum aktu­ ellen Stand im Werkzeugmaschinenbau herausgegriffen. Es erschien im Rahmen einer Fachbuchreihe für den Techniker. Die Absicht der Autoren ist es, dem in der Praxis stehenden Techniker angesichts praktischer Fertigungsprobleme eine theoretische Hilfe bei der Auswahl wirtschaftlicher Werkzeugmaschinen zu geben. Aufbauend auf dem neuesten Stand der Technik, werden bei straffer Gliederung des Stoffes und be­ triebsnaher Darstellung die Grundlagen des Werkzeugmaschinenbaus aufgezeigt. Es werden Werkzeugmaschinen der spanenden wie auch der spanlosen Formgebung be­ handelt. Neben der Vorstellung der verschiedenen Arten von Werkzeugmaschinen enthält das Buch auch die Grundlagen zur Berechnung der wichtigsten Maschinenar­ beiten. Dies gelingt den Autoren ohne eine unnötige Theoretisierung des Stoffes. Der leicht lesbare Text und eine große Anzahl von Fotos, Zeichnungen und Tabellen machen das Buch anschaulich und nicht nur für Techniker, sondern auch für Fachar-

220

beiter leicht verständlich. Ein Anhang gibt einen gerafften Oberblick über die ge­ schichtliche Entwicklung der Werkzeugmaschinen. Springer, W.: Der Weg zur modernen Bohrmaschine. Berlin 1941. (Bibliotheks-Signa­ tur: 1950 Al 105) Das Buch ist der Maschinenfabrik Kolb zu deren 40jAhrigem Bestehen gewidmet. Der Autor gibt einen ausführlichen Überblick über die Geschichte der Bohrmaschine und

der Bohrwerkzeuge vom Altertum bis zur Jahrhundertwende. Er würdigt dabei insbe­ sondere die Rolle und Bedeutung der Erfinder und Herstellerfirmen und verzichtet auf eine Beschreibung technischer Details. Ein AbriB zur Firmengeschichte der Firma Kolb bis zum Jahre 1941 beschließt diese Abhandlung. Venohr, W.; Kabermann, Fr.: Brennpunkte Deutscher Geschichte 1450-1850. Kronberg/Taunus 1978. (Bibliotheks-Signatur 1979 B 320) Das Buch von Venohr und Kabermann wurde aus dem schier unübersehbaren Ange­ bot von Büchern zur deutschen Geschichte ausgewühlt. Es wird dem Leser empfohlen, der sich über die Technikgeschichte hinaus auch mit Entwicklungslinien der allgemei­ nen Geschichte weiter auseinandersetzen will. Das Buch erschien zusammen mit der TV-Serie «Dokumente deutschen Daseins» und ist, wie die Autoren betonen, kein Geschichtsbuch im üblichen Sinne. Das soll heiBen, daß es nicht überparteilich wer­ tungsfrei, sondern kritisch engagiert geschrieben ist. Die Autoren wollen mit diesem Buch, das eine straff gegliederte Übersicht über die wichtigsten Etappen und entschei­

denden Geschehnisse der deutschen Geschichte gibt, vor allem die allmähliche Ge­ staltwerdung eines politischen und nationalen Bewußtseins des deutschen Volkes auf­ zeigen. So steht am Anfang der große deutsche Bauernkrieg, die erste, politisch be­ wußte Artikulation der deutschen Nation. Es folgen die Darstellung des 30jAhrigen Krieges, die Epoche der Aufklärung unter Friedrich dem Großen; das Zeitalter des napoleonischen Imperialismus und vor allem die preußisch deutschen Befreiungskrie­ ge werden ebenso anschaulich und engagiert beschrieben wie die anschließende Epo­ che der beginnenden Industrialisierung. Der Band schließt mit der bürgerlichen Revo­ lution von 1848/49. Die Fülle des Stoffes wird leicht verständlich dargeboten und mit zahlreichen Abbildungen und Dokumenten belegt. Zeitgenössische Lieder und Ge­ dichte, von denen 14, modern interpretiert, auch auf Schallplatte und Kassette erschie­ nen sind, lockern den Text auf und steigern die Lebendigkeit dieses Geschichtsbuches. Ein zweiter Band, der den Zeitraum von 1850 bis heute behandelt, ist in Vorbereitung. Schallplatte und Kassette von: Ougenweide. Titel: Freyheit. Wittmann, K.: Die Entwicklung der Drehbank bis zum Jahre 1939.2. Aufl. Düsseldorf 1960. (Bibliotheks-Signatur: 1960 A1873. Standort: Lesesaal, Fachzuordnung: Ge­ schichte der Technik .... Standsignatur: Gesch. 7019 Z) Der Verfasser bringt zunächst die Entwicklung der Holzdrehbank bis zum Ende des 18. Jahrhunderts. Danach wird die Entwicklung der einzelnen Konstniktionselemente der Drehbank gesondert behandelt. Wittmann erläutert auch von der Standardbau­ weise abweichende Sonderbauarten und geht sehr ins technische Detail. Eine große Zahl von Abbildungen erleichtert das Verständnis des Buches. Besonders erwähnens­ wert sind dabei die verschiedenen Bilderreihen, in denen die Weiterentwicklungen schematisch und übersichtlich zusammengestellt sind.

221

Personen- und Sachregister

Seitenzahlen mit * beziehen sich auf Begriffe, die im Abschnitt «Begriffserklärungen» näher er­ läutert sind. Abwälzräder-Fräsmaschine 127 Adel 40,45f, 56.101 ff, 196.211 Akkordlohnsystem 120 Aktiengesellschaft (s. a. Kapitalgesellschaft) 15.108,110 Altertum 26,29,31,213 Amerikanischer Bürgerkrieg 15,91,210 - Unabhängigkeitskrieg 79.86 Antike 26.47,70,201 f Antikythera-Mechanismus 188 Antriebsgetriebe 143 -maschine 64,175 -rad 29 Antwerpen 45 f Arbeitsbedingungen 120 -genauigkeit 84 -maschine 22,26 -spindel 173f, 176f, 179.185,187, ’193.194. 198,2O4f -teilung 12,87f, 117,120,122 f. 125 -Vorbereitung 155 Atmosphärische Dampfmaschine 12.59 -Gasmaschine 128 Augustinus 48 Auslegerbohrmaschine 193 Ausschuß 38,117 Austauschbau 13,85,87,99,152,199,211 Automat 148,151 f, 154,160 Automatisierung 93,139,153,158.160f Automobilbau 127,143,161,210

Bastille 102 Bauer 55 f, 102f, 109,193,196,198.211 Bauer, Andreas 175 Bauernkrieg 11,56, *193 Baukastensystem 18,152 f. 155,160 Bearbeitungsgenauigkeit 61 f Bearbeitungszentrum 156f Befreiungskrieg 14,103 Benz, Carl 16,127f Bergbau 40,54,57ff, 103,110 Berthoud, Ferdinand 184 Bessemer, Henry 15,97f, 110,203 Bessemer-Verfahren 97,204 Besson, J. 12,46 Bilgram, H. 187,190 Bismarck, Otto von 16,121 Bodmer, Georg 14,176 Böhringer, Gebrüder 178 Bohren *193 Bohrer (s. a. Gewinde-, Löffel-, Ouirl-, Schnurzug-, Spitz-, Wendel-, Zentrumsboh-

222

rer) 12,24f, 34f, 42ff, 169f,213 Bohrkopf 60f, 86,113,169 -leier 32ff, 208,213 ■leistung 114 -maschine (s. a. Ausleger-, Geschütz-, Hori­ zontal-, Radial-, Säulen-, Schnell-, Spezial-, Ständer-, Tisch-, Vertikal-, Zylinderbohr­ maschine) 7,21,40f, 44,66f, 75,84.99,108, 112,127,164.168,170f, 193,213 Bohrschaft 62 -schlitten 136 -spindel 169ff -Stange 13,41,44,60ff -werk 42.60,63,86,136 f, 169,193,213 -Werkzeug 42,168ff. 193,201.208 -zapfen 24 Boulton & Watt 65 Brecht, Bert 48 Bronzezeit 9f, 25 Brown & Sharpe 14f,90ff,96,98,113,130 Bruns, Christian 186 Brustleier 33 ff, 208 Buchdruck 11,47 Bürgerrecht 102 -tum 29,45.48.56.78.101.109.121.196

Calvin, Johann 47 Columbus, Christoph 11.47 Computer 153f, 159f. 199 Copemicus, Nicolaus 47 Cort, Henry 13,78

Daedalus 172 Daimler, G. 16,128 Dampfmaschine 13,21 ff, 59f, 62 ff, 67,75 f, 78. 87,101.103,108,127,130,166,197.199,212 Dampfmaschinenbau 45,76,86f, 99 -pumpe 59 -Stielhammer 111 ■Zylinder 59,62,169 Deckel. Friedrich 177,186 Deutsch-Französischer Krieg 121 Deutscher Krieg 121 Deutsches Museum 7f, 25, 34, 58, 64. 74. 84, 111.163f, 166.168f, 181.184.192 DIN 17.142 Dorfhandwerk 49 Drechselbank 11,213 Drechsler 31,38,40,213 -Werkstatt 25,164,168,172 Drehautomat (s. a. Kopier-, Numerisch ge­ steuerter, Stemrevolver-, Trommelrevol-

ver-Drehautomat) ISS, 194 Drehbank (s. a. Hinter-, Karussell-, Kopf-, Kopier-, Kurbelzapfen-, Leitspindel-, Mehrspindel-, Patronen-, Plan-, Revolver-, Schrauben-, Sonder-, Spezial-, Universal-, Unrund-, Wippen-, Zugspindeldrehbank) 7, 10f, 13, 21,23f, 29ff, 36t,42ff,67ff, 72,75, 84,91,97,99,108,112,127,135f, 147f, 164, 169, 172, 174, 177, 193f, 197, 201, 204ff, 209f,213f Drehen * 193 Dreher 38,65,67 f,85,117,14S, 160,172,2O9f Dreherei 118 Drehmaschine s. Drehbank -meißel 37,39,65,67,146 -moment 114f, 180,194 -Strommotor 16,144 f, 154, *194,198 -Vorrichtung 23 Dreifelderwirtschaft 10,27f, *194 Dreißigjähriger Krieg 12,56,79,100, *194.196 Dnickumlaufschmierung 153 Ducommun, Pierre 182 Dürer, Albrecht 47 Dynamo 15,126

Einscheibenantrieb 137 Einzehntrieb 16, 130ff, 134ff, 138, 144, 152, 166 -fertigung *195 Einzweckmaschine 140f, 143,160 Eisen 10,50ff, 54.57,62,76,78,97,111,136, 207 -bahn 14,84,98f, 106ff, 110,116 -erz 57,60,77,125,197,201,207 -erzeugung 11,76f Elektrischer Laufkran 126 Elektroindustrie 131 -motor 130ff, 136,166,168,204 Elektronik 160 Elektrostahl-Verfahren 204 Elektrotechnik 126,147 Englischer Bürgerkrieg 56 Enter Weltkrieg 17,115,138ff, 186,199 Fabrikinspektion 120, *195 -Ordnung 120 Facharbeiter 117 Fahrrad 123,125,129,148,210 Feile 39, 68,74f, 79,84,90,94,125,144,181, 184 Feillehre 13 -Vorrichtung 87 Fertigungsgenauigkeit 116,129 Feudalismus 55 f, 103 Fiedelbogen 9,33 f, 172,184 -antrieb 24,26,29,34,168,208 Fingerhuthenteller 34,213 Fitch, Stephen 14,93f FUchenschleifmaschine 202 FlieBband 17 -fertigung 138,153

Formfrlser 90,94 Fortbildungsschule 120. *195 Fox, James 79f Frtscn’195 Frtser 14,90,94f, 99,170,184,192,194f, 198f, 211,214 Frtsmaschine (s. a. Abwälzrtder-, Horizon­ tal-, Kopier-, Muttem-, Schneckenrad-, Uhrmacher-, Univenal-, Universal-Werkzeug-, Vertikal-, Wllzfrtsmaschine) 7,88 ff, 93ff, 99, 108,113,129,147,164,177,184ff, 196,211,213f -werk 136f, 193 Französische Revolution 13,56,79,87,101 f Friedrich der Große 79 Frischverfahren 98,114 Frondienst 28, *196,198 Rigger 56 Fußantrieb 11,39,43f Ritterautomat 151

Galilei, Galileo 47f Gegenreformation 11,56, *196 Geschütz 11,40,50,169 -bohrmaschine42f, 164,169 -rohr 40f, 43,169 Gesenkschmiede 125 Gewerbeaufsicht 120 -freiheit 13,103 Gewinde 12, 68, 70, 72, 74ff, 140, 142, 180, 205,209 -bohrer 11,67,75 -normung 14,75,84,143 -schneiden 11 f. 70,72,75 f, 97,99,150,178, 180,205,209f -Spindel 75 -system 85,138 GieBtechnik 40 Gilde 40, *196 Glavert, B. 187 Gleichstrommotor 133,137,144, *196,198 Göpel 11,51,169 Goethe 101 Gotik 45 f Grant, G. B. 192 GrauguB114f, 205 Grenzlehrdom 99,116,129 Grenzlehre 84, *196 Grenzrachenlehre 98 f, 116,129 Großbürgertum 56 -Werkzeugmaschine 132f, 144 -Werkzeugmaschinenbau 130,136 Gründerjahre 121 f Guericke, Otto von 12,58f Gußeisen 13,77,98,201 Gutenberg, Johann 11,47

Hagen-Tom, E. 190 Handhobelmaschine 164,181 -leier 66 -meiBel 69

223

-rad 33 -webstuhl65 -werk 7, 21, 29,40,49f, 88,103f, 108. Ill, 117,120f -werker 10,22,28,31,43,58,68,70,84,86, 116,198,206,211 Hartmetall 17,143,155, *196,199 Hauptmann, Gerhart 105 Hauptspindel 133,180 -zeit 136,146,155, *196 Hebel 26.30,61,155,176,178,180,182 Hegel 101 Heiliges Römisches Reich Deutscher Nation 100,102 Herdbisch-Verfahren 98, HO Hinterdrehbank 127,194 Hobelmaschine (s. a. Hand-, Kegelrad-, Me­ tall-, Tisch-, Zahnradhobelmaschine) 7,14, 80f, 84,99,108,1121,145,189 -meißel 80 f Hobeln *197 Hochdruckdampfmaschine 87 Hochofen 11 f, 50f, 77, *197,201,207 Hoffmann von Fallersleben 105 Hofmann, L. G. 187 Horizontal-Bohrmaschine 169 -Frismaschine 14,131,196 Howe, E. 14 Hüttenwesen 40,50,56,58,62,110f Huguenin, Jacques 182 Humanismus 200f Hydraulik 145,147,152

Industrialisierung 21,65,103,106f, 111.122 Industrielle Revolution 7,21,62.121.211 Industrieproletariat 54,211 -roboter 160f Jochgeschirr 27 Junker 101

Kalibetdorn 196 -lehre 116 Kameralist 101 KandelgieBer32 Kanonenbohrwerk 213 -fabrikation 60 -rohr 11,62 Kant 101 Kapital 12,22,48,50,122 -gesellschaft (s. a. Aktiengesellschaft) 122 Kapitalistische Wirtschaftsweise 54 Karl der Große 28 Kanuseildrehbank 14,81.194 Kegelgetriebe 183 -rad-Hobelmaschine 164,189ff -radgetriebe 175,185 -radwendegetriebe 175,180 -scheibenantrieb 199 Keramikschneidstoff 155 Kinderarbeit 120,195

224

Kirche 40,47f, 193,196,199 ff Klassik 101 Kohlenstoffgehalt 51 ff, 63,76,201,204 Kokshochofen 77 Kolben 22,59,64,67 -Stange 67,204 Kollwitz, Küthe 105 Kolonie 57,79,86 Kondensator 12.22, *197 Konkurrenzfähigkeit 49,122 -kampf 40 Kontinentalsperre 103, *197,211 Konverter 97 Konzentrationsprozeß 122,197 Konzern 15,122, *197 Kopfdrehbank 176,211 Kopierdrehautomat 16 -bank 146,194 Kopierfräsmaschine 17 . -maschine 147 Kraftmaschine 21 f, 26,58 Kreuzsupport 13, 37, 62,68f, 80, 82, 97. 127. 147, 150, 170, 175f, 178, 180f, *197, 198, 210,214 Kriegswirtschaft 141 f Krupp, F. 13,97,111,122 Kummet 27 Kundenproduktion 122 Kumldrechalerbank74,164,173 -handwerk 43,45 Kupolofen 77 Kurbel 10f, 29 ff, 39,44,175,178,181,183.213 -antrieb 11,31,33 ff, 83,190,208 -getriebe 64,182 Kurbelschleife 81 f -schwinge 189 -Zapfendrehbank 15 Lagerstock 72 Landflucht 28 Lastschaltgetriebe 153 Lehen *198 Lehre (s. a. Feil-, Grenz-, Grenzrachen-, Kali­ ber-, Ring-, Schieb-, Schublehre) 14, 99, 116,125 Leibeigenschaft 13,103 Leipziger Frühjahrsmesse 141,144 Leitspindel 67ff, 72,75f, 91,97.140,150,178, 180,182,186, *198,205,210,214 -drehbank 13,16,84,164,175,178,193.198 Lenoir, F. 128 Leonardo da Vinci 11,39,42 ff, 47,213 Leonardt-Satz 133,196, *198 Leupold, Jacob 184 Lincoln, Levi 184 Lincoln Miller 91 Löffelbohrer 24,35,42 Lohnarbeiter 54,109,193, *198 Lokomotivbau 139 Luftdruck 12,58 f -pumpe 12,58

Luppe 51 f, 54 Luther, Martin 47,199

Made in Germany 125,129f, 211 Magellan, Fernando 11,47 Mannhardt, Johann 14,183 Manufaktur 12,49,198 Martin, PierTe 15,98,110,203 Marx, Karl 15,69 Maschinenbau 13,43,45,62,67 ff, 84.87f, 99. 103,107f, 111,113,116,118,121f.127,139, 147.214 -schlosser 117 Massenfertigung 21, 99, 116, 123, 125, 127, 129, 139,141,143,147,153,155,159f. 194, •198,199 Maßgenauigkeit 67,98,148,169,200 Maudslay, Henry 13f, 67ff, 75f, 84. 91, 176, 198.210.214 Maximilian 1.45 f Maybach, W. 16,128 Mechanischer Webstuhl 13,65 Mechanisierung 13,64,103,138 Mehrspindel-Drehbank 15 Mehispindeldrehautomat 16,151,210,214 MeiBel 35.68,79,81,84,177,181,205 Mendel, Conrad 31 Menschenrechte 13,102 Messerhersteller 38 köpf*198,208 Metalldreher-Werkstatt 65 Metallhobelmaschine 79,181 Michelangelo 47 Mikrometerschraube 14,129f Mikroprozessor 19,159f, *199 Mittelalter 7, 26ff, 33f, 40, 43, 45ff, 50, 101, 103,194,196,198,201 f, 205 f, 209,211,213 Motorwagen 127f Mozart 101 Murray, Matthew 79 Mushet, R. 15,98 Mushet-Stahl 98 Muskelkraft 22,50,57 Mutter 70,75,116,176,181 -gewinde 70,75,170, J74,180 Muttemfrflsmaschine 81,83 Nlhmaschine 14,93,95,99,123,125,129,148, 210 Napoleon 1.13,79,102f, 197,205 Napoleon III. 121 Napoleonische Kriege 79 Nasmyth, James 14,81,83,178 Nationalversammlung 108 NC-Maschine 19,155,157,160 NC-Produktionszentrum 158 Nebenzeit 136,146,155,196, *197 Newcomen, Th. 12,59,63f Niederdruckdampfmaschine 12,64,67 Normenausschuß der deutschen Industrie 142 -system 138,142

Normung 84,88.115,143, *199 North.S. 89 Norton, Nendell P. 97 Nortonschwinge 18.97 Numerisch gesteuerte Maschine s. NC-Maschi­ ne Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine 7, 156 Numerisch gesteuerter Drehautomat 154,210 Numerische Steuerung 154,158

Otto, Nikolaus August 15 f, 127f Oxidkeramischer Schneidstoff 18, *199

Parlament 12,56,108,129 Passigdrehen 43,46.147,211,214 -drehbank 46 -dreher 46 Passung 84 f. 90,116,142, *199 Passungssystem 84,117 Patent 12,16,22,64f, 76,93,97,127.176,187, 192 -gesetz 125 Patrone 11,72,74f, 174 Patronendrehtrank 37,72,75 -einrichtung 150,180 Paulskirche 108 Pfaff 123 Pfauter 127,192 Pflug 10,27 Pittier, Wilhelm 150,154,180 PIV-Oetriebe 17,145, »19»f Plandrehbank 13,69,76.81.84,164,176,194 Planetengetriebe 64, *199 Porter, Ch. T. 85 Preis 192 Preisentwicklung 54 PreuBisch-österTeichischer Krieg 101 Produktionssystem 156f Produktivität 28,40,45,84,111 f Puddelofen 78 •stahl 78 -verfahren 13,78 Quirlbohrer 9 Radantrieb 11,30f,35ff,39f, 72,108,164,213 -dreher 32.213 Radialbohrmaschine 14,113,193 Rationalisierung 49,103,122,139,141 Redtenbacher, Ferdinand 117,119f REFA (Reichsausschuß für Arbeitszeitermitt­ lung) 17,142 Reformation 11,48,56,193,196, *199f Regenerativfeuerung 203 Registerstock 74 Reibahle 116, *200 Reichenbach, Georg von 174,181 ReichsgrOndung 15,121 Reinecker, J.E. 190,192 Reitstock29,175f, *201

225

Renaissance 42,47,147,200. *201 Renk,Johann 187 Rennfeuer 50 f -spindel 10,33 f. 208,213 Revolution von 184814,108f, 121,211,214 Revolverdrehbank ISf, 93f, 99,133,140.14S, Wtt, 153,194,210,214 Riemenscheibe 173f, 183.18S, 204 -trieb 33,37.81,132,144.178.18S Ringlehre 116,196 Ritter 28,55,196 Roberts, Richard 79ff, 181 Römisches Reich 26,31,205 Roheisen 15f, 52,54,76«,97,197, *201.203f -erzeugung 76,110,125 f Rundschleifmaschine 201 Sachs, Hans 36,38 Sagewerk 30 SMulenbohrmaschine 193 Sauerstoffaufblasverfahren 97.204 Schaben *201 Schablone 46,146,187,189 Schachtofen 52,197 Schega.J. A. 173 Schicht 192 Schieblehre 13,129 Schiller 101 Schleifen *201 Schleifmaschine («. a. Fliehen-, Rund-, Spit­ zenlose Rund-, Univerialrund-, UniversalWerkzeug-, Werkzeugschleifmaschine) 7, 94f, 99,144,201,211 -scheibe 94 ff. 201 f Schlesischer Krieg 101 Schlichten 156, *202 Schlosser 34,39,107 SchloBmutter 178,198 Schmied 34.63,107 Schmiedeeisen 52 ff, 77,98,114 -hämmer 29,58 Schneckengetriebe 170,185,190 Schneckenrad-Fräsmaschine 127 Scheideisen 70,75 Schneidkluppe 84, *202 Schnellbohrmaschine 164,170 Schnellschnittstahl 17.133,136,138,143 Schnittbewegung 81,193,197, *202,203,205 -druck 133,203,206 -geschwindigkeit 26,37.98f, 132f, 139,141, 143 ff, 155f, 202,204,206,212 -kraft 143,175 f -Ieistung94f, 129,136,202 -tiefe 67,72,141,156,182f, 202.207 -zeit 142,156 Schnurscheibe 89 -trieb 10,23.209,213 -zugbohrer 9 Scholastik *202 Schraube 14, 26, 37,68. 70, 74f, 81, 116, 151, 174,177f

226

Schraubenblech 74 f -drehbank 12 -herstellung93 ■schneidmaschine 72 Schraubstock 11,39,72,185 Schruppen 156, *202 Schublehre 35 Schulpflicht 120, *202 Schwenkradgetriebe 97 Schwerindustrie 1 lOf, 121 f -maschinenbau 94 Schwungrad 11,33,39,42,64,83,176,199 -scheibe 34,173 Science Museum 80,181 Serienfertigung 17, 21,85.138.142,152f. 160, 194,199, *203 Seure,Jules 181 Siebenjähriger Krieg 101 Siemens, Friedrich 15,98,110,203 Siemens, Werner 15,126 Siemens & Halske 131 Siemens-Martin-Verfahren 15, *203,204 Smeaton, John 60 f Sonderdrehbank 194 •maschine 141 f, 152 Sozialgesetzgebung 16,127 Spanabfuhr 44,114,154,208 -abnahme81.114,176,180,204 -bildung 114,203 Spanen *203 Spanleistung 94,142,155 Spannfutter 153 Spanquenchnitt 156,202 -tiefe 99 •volumen 156 -winkel 35.37,200,205f -zeit 156 Spencer, Christopher M. 15.93 Spezialbohrmaschine 91 -drehbank 113 Spezialisierung 40,121 f, 139 Spezialwerkzeug 40,68 Spindel (s. a. Arbeits-, Bohr-, Gewinde-, Haupt-, Leit-, Renn-, Zugspindel) 33f, 74, 83,85,143,151,168,181 ff •getriebe 133,144, ISO, 152 -stock 136,143,175,189,192, *204 -stockgetriebe 145 Spinnmaschine 12f, 22,65 -rad 11,33,65 Spitzbohrer 24 f, 35,43,66,113 ff, 193,208,213 Spitzenlose Rundschleifmaschine 201 Staatsauftrag 88,125,151 Ständerbohrmaschine 14,113,164,169ff, 193 Stahl 15f. 50, 53f, 63, 77f, 86,92,95, 98,111, 114,127,138,141,172,181,189,203 f, 207 -frischen 53f,77f, 125,203f -hentellung 15,17, 76ff, 97f, 110,125,138, *204 201, Standardisierung 121,141 Standzeit 94f, 195.202, *204

Stangenkunst 57 f Steinkohle 76ff -zeit 9,25,164,168,213 Stem-Dreieck-Anlasser 145,194 Stemrevolver-Drehautomat 164,179 Steuerung 18,148,151,153ff,2O4 Steuerungssystem 152, 157,159 Stirnradgetriebe 170,177,185,187 Stopfbüchse 67, *204 Stoßmaschine 7,14,75,81 f, 84,145 Stückofen 50 ff Stufengetriebe 13 -scheibe 170,176,192 -scheibenantrieb 136,179, *204 Support 37, 39f, 67,69f, 75,91. 94, 108, 146, 174,176,178,185,189

Taktfertigung 138,153 Taylor, F. W. 17,133,141 f Technische Zeichnung 117,119f, 139 Teztilgewerbe 50 -industrie 64,99,105,116 -manufaktur57,65 -maschine 64 -Produktion 103 f Thomas, S. G. 16 Thomas-Stahl 125 Thomas-Verfahren 16,97,125 Thyristor 154f Tiegelgußstahl 12f, 63,77f -verfahren 204 Tischbohrmaschine 193 -hobelmaschine 14,164,182f Toleranz 99 Transmission 130ff, 134 ff, 166f, 204,213 Tretbrett 172ff -kurbelantrieb 42 -rad 11,21,41,51 Trommelrevolver-Drehautomat 164,180

Uhrmacher-Fräsmaschine 184 Universaldrehbank 113,193 -fräsmaschine 15,91 ff, 113,196,211,214 -maschine 143 ■rundschleifmaschine 15,96,98 -Werkzeugfräsmaschine 164,186 -werkzeugschleifmaschine 127 Unrunddrehbank 194 Vasco da Gama 47 Verbrennungsmotor 15f, 127f, 130,212 Verein Deutscher Ingenieure (VDI) 141,158 Verlagswesen 11,50,103 Vertikal-Bohrmaschine 11,169,213 -Fräsmaschine 157,196 Villard de Honnecourt 30 Völkerwanderung 10,26, *204f Vorgelege 167f, 170,178,186 Vorschub 11,13, 25,41,44, 83,99,114f, 136, 139,141,153,155 f, 168,170,179,182f, 185, 198,201 f, 205 f, 208,210,212

-bewegung 169,178,181,192,203, *205 -getriebe 16, 18, 97, 99, 133, 136, 143. 145. 152.156.205

Waagrechtbohrwerk 11 -StoBmaschine 67,83 Wälzfräsmaschine 16,164,192 Waffenhersteller 87 ff, 93 f, 99,113,147 -Produktion 87,91,129,210f Warenproduktion 21 f, 125 Wasserkraft 13,22,29,49,57f -mühle 50 -rad lOff, 21 f, 29 f, 41,49,51,53,57f, 86 Watt, James 12 f, 22,60,62ff, 76,197,199,212 Weberaufstand 103,105 Webstuhl 103 Wechselrad 13, 68, 75f, 97,99,143,178,192, *205 Wechselrädergetriebe 178,198 Welle 26,30,49,84,86,98,133,135,144, 166f, 170,175,183 Weltausstellung 112,127,133,179,187 Wendeherzgetriebe 178 Wendeibohrer 14,91 f, 113ff, 193,208f, 211 -Steigung 114 f Werder, Ludwig 170 Werkzeugmaschine 7, 9ff, 21, 23, 26, 34, 62f, 69f, 75, 78f, 84,87f, 93,95,98f, 107,111 f, 115, 117, 121 ff, 125, 127, 131 ff, 136, 138f, 143 f, 147f, 152ff, 159,161,163f, 166f, 174, 194,208,211 ff -maschinenbau 7, 22, 75, 78f, 85 ff. 93. 95, 98f, Ulf, 115f, 127, 129f, 133, 138, 143, 152,159f, 170f, 196,210,213 -Schleifmaschine 202 -schlitten s. Kreuzsupport -stahl 63.115 Westfälischer Friede 100,194 Wettbewerb 56f, 197 Whitney, Eli 87,89f Whitworth, Joseph F. 14, 67, 75, 81, 84f, 99, 115f, 171,178 Whitworth-Gewinde 140,143 Wiener KongreB 14,103, *205 Wilhelm 1.121 Wilkinson, John 13,61 ff Winde 119 Windfrischen 15,97 f, 110 -kraft 22,29,57 -mühle 10,29,50 -rad 21 Winkel an der Werkzeugschneide *205 Wippe 11,29,72,172 Wippenantrieb 39,108 -drehbank 29,31,46,164,172,209,213f Wirkungsgrad 60,196f Wirtschaftskrise 18,55,110,121 Wissenschaftliche Betriebsführung 141

Zahnradformmaschine 187 -getriebe 143f, 204

227

-hobelmaichine 187 Zentralrechner 156f -Schmierung 143 Zentrumsbohrer 24f, 66,193,208 f, 213 Zerspanungsverfahen 7,33,193 -wärme 204 Zeugschmiede 72 Zollpolitik 108,110,214 -verein 14,105,108,113,121

Zugspindel 97,140, *206 -drehbank 16,69,193 Zunft 10, 29, 38,40, 49f, 101, 103, 198, *206, 209f Zuschlag *207 Zustellbewegung *207 Zweiter Weltkrieg 18,152 Zylinder 12,22,59ff. 63,67f, 86.208f -bohrmaschine 61 f, 213 -bohrwerk 12f, 22,62,208f

Bildquellen 1 Foto aus: Feldbaus. F. M.: Die Technik der Antike und des Mittelalten. Potsdam 1931 .S. 131. Zeichnung: Bildarchiv Preu­ ßischer Kulturbesitz. Berlin. 2 Ebert. M.: Reallexikon der Vorgeschich­ te. Bd. 2. Berlin 1925. Taf. 49. 3 Rotthowe. A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl., Hannover: Schroedel 1979. Bild 49.3. 4 Deutsches Museum, München (dreidi­ mensionales Schaubild. Abt. Werkzeug­ maschinen). 5 Zeichnungen von A. Weig nach: Histoire de la locomotion terrestre. Vol. 2. La voiture. Paris 1936, S. 47. 6 Hahnloser. H. R.: (Hg.) Villards Bauhüt­ tenbuch. Wien 1935. Taf. 44. oben. (Ori­ ginal in der Bibliothique Nationale, Paris. Ms. Fr. 19093) 7 Hausbuch der Mendelschen Zwölfbrüder­ stiftung in Nürnberg. Album I. 1388 bis 1500, Fol. 18v. Nürnberg, Stadtbiblio­ thek. 8 Skizze von Giovanni da Fontana, um 1430, Staatsbibliothek München, cod. icon. 242. 9 Hausbuch der Mendelschen ZwölfbrüderStiftung in Nürnberg. Album I, 1388 bis 1500, Fol. 29v. Nürnberg, Stadtbiblio­ thek. 10 Aus der Handschrift des Nürnberger Pa­ triziers Löffelholz, 1505. Staatsbibliothek Preußischer Kulturbesitz, Berlin, cod. germ.4°132. 11 Hausbuch der Mendelschen ZwölfbrüderStiftung in Nürnberg. Album 1, 1388 bis 1500, Fol. 5v. Nürnberg, Stadtbibliothek. 12 Moxon, J.: Mechanic Exercises or the Doctrine of Handy-Works, 3rt cd., Lon­ don 1703, S. 69. 13 Amman, J.: Eygentliche Beschreibung al­ ler Stünde auff Erden. Frankfurt a. M. 1568, Bogen VIII. 14 Essenwein, A. (Hg.): Mittelalterliches Hausbuch. Frankfurt 1887, Fol. 53b. 15 Hausbuch der Mendelschen ZwölfbrüderStiftung in Nürnberg. Album 1. 1388 bis 1500, Fol. 12v. Nürnberg, Stadtbiblio­ thek. 16 Hausbuch der Mendelschen ZwölfbrüderStiftung in Nürnberg. Album 1, 1388 bis 1500, Fol. 143v. Nürnberg, Stadtbiblio­ thek. 17 (oben) Salomon de Caus: Les raisons des forces mouvantes. Frankfurt a. M. 1615. TI. l,Taf. 26(dt. Ausg. 1615).

17 (unten) Biringuccio, V.: De la pirotechnia. Venedig 1540. Dt. Obersetzung von O. Johannsen. Braunschweig. 1925. S. 113 v. 18 Biringuccio. V.: De la pirotechnia. Vene­ dig 1540. Dt. Übersetzung von O. Johann­ sen. Braunschweig 1925. S. 114 v. 19 Original: Staatliche Sammlungen. Turin. 20 Leonardo da Vinci: Codice atlantico, Fol. 381 r-b,um 1480/82. Faks.-Ausg. Mailand 1884/1904. 21 Finkelnburg. H.: Entwicklungsgeschichte der Werkzeugmaschinen. In: Mechanik und Maschinenbau. Jg. 2, München 1951, Heft Nr. 16, S. 4. 22 Leonardo da Vinci: Manuskript B, Fol. 47v, 1490. Faks.-Ausg. Mailand 1884/ 1904. 23 Schnack. F.: Die Welt der Arbeit in der Kunst. Stuttgart: Schuler 1965. S. 15. 24 Besson, J.: Theatmm inslrumentorum et machinarum. Lugduni 1571/2. Taf. 7. 25 Galileo Galilei: Istoria e dimostrazioni intomo alle macchie solari. Rom 1613, b. S. 4. 26 Biringuccio, V.: De la pirotechnia. Vene­ dig 1540. Dt. Übersetzung von O. Johann­ sen Braunschweig 1925, Fol. 140. 27 Agricole, G.: Vom Berg- und Hüttenwe­ sen. Übers, und bearb. v. C. Schiffner. München 1977. (Originaltitel: De re metallica libri XII. Basel 1556), S. 339. 28 Agricola. G.: Vom Berg- und Hüttenwe­ sen. Übers, und bearb. v. C. Schiffner. München 1977. (Originaltitel: De re metallica libri XII. Basel 1556), S. 341. 29 Agricole, G.: Vom Berg- und Hüttenwe­ sen. Übers, und bearb. v. C. Schiffner. München 1977. (Originaltitel: De re metallica libri XII. Basel 1556), S. 343. 30 Abel, W.: Geschichte der Deutschen Landwirtschaft vom frühen Mittelalter bis zum 19. Jahrhundert. Stuttgart: Ulmer 1962. S. 169, Bild 26. 31 Holzschnitt von Hans Burkmair (14731531). Archiv für Kunst und Geschichte. Berlin. 32 Errard, H.: Le premier livre des instru­ ments mathématiques méchaniques. Nan­ cy 1584. Taf. 21. 33 Schott. C.: Technics curiosa. Nürnberg 1664, Taf. 3. 34 Deutsches Museum, München (Original in der Plansammlung). 35 Strandh, S.: Die Maschine. Dt. Ausg. Freiburg/Basel/Wien 1980, S. 81. Mit Ge­

229

36

37 38 39 40

41

42

43

44

43

46

47

48

49

50

51

52

53

54

nehmigung von AB Nordbok. Göteborg, Schweden. Buxbaum, B.: Der englische Werkzeug­ maschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beitrlge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie, Bd. 11, Berlin 1921, S. 119, Bild 2. Foto: Deutsches Museum. München. Portraitsammlung. Gemilde von W. Beechy, 1802. Foto: Deutsches Museum, München. Deutsches Museum. München. (Rekon­ struktion in der Abt. Hüttenwesen). Deutsches Museum, München. (Dreidi­ mensionales Schaubild, Abt. Werkzeug­ maschinen) Perret, J.-J.: Description des Arts et Mé­ tiers. L’Art du coutelier. Paris 1771, Taf. 73. Deutsches Museum, München. Portraitsammlung. Original im Science Museum. London. Hier aus: Roe, J. W.: English and Ameri­ can Toolbuilders. London/New York 1926, S. 42. Fig. 13. Zeichnung von James Nasmyth. 1841. Hier aus: Matschou, C.: Schieß. Ein Bei­ trag zur Geschichte des deutschen Werk­ zeugmaschinenbaus. Berlin: VDI 1942. S. 17. Schieber, D. G.: Schauplatz der Künste und Handwerke. Leipzig 1769, Bd. 9. Tab. 3. Plumier, Ch. : L’art de tourner ou de faire en perfection. Paris 1749. Tab. XVI. Prechtl, J.: Jahrbücher des k.k. polytech­ nischen Instituts in Wien. Wien 1823,Taf. VIII, Fig. 9. Diderot, D.; d'Alembert. J. L.: Encyclo­ pédie des ... sciences, des arts et des mé­ tiers. Recueil de planches. Bd. IX. Paris 1771. Geissler. J. G.: Der Drechsler. Leipzig 1795, Tl. 2. Original im Science Muséum, London. Hier aus: Roe. J. W. : English and Ameri­ can Toolbuilders. London/New York 1926, S. 42. Fig. 16. Aquatintastich von Johann Jakob Haas, 1756-1817. Hier aus: Alte Eisenwerke und Erzgruben in Norwegen und Schwe­ den. Faksimiledrücke hg. von Phoenix Rheinrohr, Düsseldorf 1961. Blatt 1. Crown Copyright. Science Museum. Lon­ don. Fischer, H.: Beitrlge zur Geschichte der Werkzeugmaschinen. In: Technikge­ schichte Bd 5.1913. S. 76. Zeichnung von Ulrich Vierbacher nach Fi­ scher, H.: Beitrlge zur Geschichte der Werkzeugmaschinen. In: Technikge­

230

schichte Bd 5,1913, S. 76. 55 Zeichnung von Ulrich Vierbacher, Mün­ chen. 56 Buxbaum. B.: Der englische Werkzeug­ maschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beitrlge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie, Bd. 11, Berlin 1921, S. 130. Bild 18. 57 Buxbaum, B.: Der englische Werkzeug­ maschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beitrlge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie. Bd. 11, Berlin 1921, S. 130, Bild 17. 58 Holzschnitt aus: Buch der Erfindungen. Gewerbe und Industrien. Bd. VI, Leipzig 1900. S. 257. 59 Roe, J. W.: Eli Whitney. In: Beitrlge zur Geschichte der Technik und Industrie. Bd. 10, Berlin 1920, S. 167, Bild 6. 60 Strandh, S.: Die Maschine. Dt. Ausg. Freiburg/Basel/Wien 1980, S. 81. Mit Ge­ nehmigung von AB Nordbok. Göteborg, Schweden. 61 Zeichnung von Erwin Dicht), München. 62 Originale im Deutschen Museum, Mün­ chen. 63 Roh, L. T. C.: Tools forthe Job. London: BatsfordLtd. 1965, Bild 70. 64 Links: Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metallberufe. 6. Auf!., Hannover: Schroedel 1979. Bild 49.4. Rechts: Zeichnung nach Dingler's Polytechnisches Journal. Bd. IX. 1823. S. 60 f. 65 Werkfoto: Brown & Sharpe Manufactu­ ring Co., Rhode Island. New York. 66 Roh, L. T. C.: Tools fortheJob. London: BatsfordLtd. 1965, Bild87. 67 Roh, L. T. C.: Tools fortheJob. London: Batsford Ltd. 1965, Bild 73. 68 DerTechniker. Jg. 13.1891, S. 46, Fig. II. 69 Kupferstich aus Engineer, 19. 1. 1894. S. 56. 70 Leipziger Illustrirte Zeitung, Bd. 95.1890, S. 504/5(8.11.1890). 71 Buxbaum, B.: Der amerikanische Werk­ zeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beitrlge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie. Bd. 10, Berlin 1920, S. 140. 72 Buxbaum, B.: Der amerikanische Werk­ zeugmaschinen- und Werkzeugbau im 18. und 19. Jahrhundert. In: Beitrlge zur Ge­ schichte der Technik und Industrie. Bd. 10, Berlin 1920, S. 140. 73 Foto: Stem-tv. Hier aus: Venohr W.. F. Kabermann: Brennpunkte deutscher Ge­ schichte 1450-1850. Kronberg/Taunus: Athenlum 1978, S. 93 unten. 74 Original und Foto: Musées Nationaux, Pans.

75 (links) Lithographie von G. M. Kim, um 1835. .75 (rechts) Beines, E.: History of the Cotton Manufacture in Great Britain. London 1835, S. 239. 76 Originalblatt und Foto: Staatliche Graphi­ sche Sammlungen, München. 77 Bildarchiv Preußischer Kulturbesitz, Berlin. 78 Buch der Erfindungen, Bd. IX. Leipzig 1901, S. 80. 79 Grafik von A. Weig, Deutsches Museum. 80 Archiv für Kunst und Geschichte, Berlin. 81 Kellermann. R., W. Treue: Die Kulturge­ schichte der Schraube. 2. Aufl., Mün­ chen: Bruckmann 1962, S. 217. 82 Der praktische Maschinen-Constructeur. Jg. 1,1868, Taf. 35a. 83 Holzstich aus: Kruppsche Mitteilungen, Sonderausgabe zur Hundertjahrfeier 1812-1912. Essen 1912, S. 24 84 Engineer. London, 3. Jan. 1868. 85 Maschinenbau. Bd. 7, 1928. S. 911, Bild 24. 86 Maschinenbau. Bd. 7, 1928, S. 911, Bild 27. 87 Maschinenbau. Bd. 7. Berlin 1928, S. 909, Bild 13 und 14. 88 Leipziger Illustrirte Zeitung, Bd. 12,1849, S. 152(10.3.1849). 89 Leipziger Illustrirte Zeitung, Bd. 12,1849, S. 153(10. 3. 1849). 90 Haindl, S.: Maschinenkunde und Maschi­ nenzeichnen. München 1852, Taf. 62. 91 Leipziger Illustrirte Zeitung, Bd.80,1883, S. 232/3 (17. 3. 1883). 92 Deutsches Museum, München, Sonder­ sammlungen. 93 Scientific American, Vol. XLI1, 1820, S.175. 94 Technikund Wirtschaft,Jg. 3,1910,S. 13. 95 Firmenanzeige 1878. Deutsches Museum, München. Plansammlung. 96 Finnenanzeige aus Benz Katalog 1888. Deutsches Museum, München, Plan­ sammlung. 97 Deutsches Museum, München, Abt. Elek­ trische Energietechnik. 98 Roe, J. W.: English and American Toolbuilders. London/New York 1926, S. 212. 99 American Machinist, April 1911, S. 40. 100 Elektro-Anzeiger, Jg. 20, Nr. 17, 1967, S.33, Bildl. 101 Progress Reporter. Nr. 11. Firmenschrift Miles - Behment - Pont. New York 1906, S. 12 und 20. 102 Meller, K.: Einzelantrieb von Werkzeug­ maschinen. Leipzig 1927, S. 74, Bild 58 und 59. 103 Meller, K.: Einzelantrieb von Werkzeug­ maschinen. Leipzig 1927, S. 24, Bild 25.

104 Schulz, O.: Konstruktionszeichnen. Leip­ zig 1908. 105 Magdeburger Werkzeugmaschinenfabrik A. G. Revolverdrehbank Modell SRL 5 (Katalog). 106 Firmenanzeige aus der Plansammlung des Deutschen Museums, München. 107 Drescher, D. W.: Schneidstlhle mit aufgeschweiBlen Pllttchen aus Schneidmetall. In: Maschinenbau, Jg. 7, Jan. 1928, S. 54, Bild 30. 108 VDI-Berichte, Bd. 1.1955. S. 45. Bild 15. 109 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen, Abt. Werkzeugmaschinen 110 Deutsches Museum, München, Plan­ sammlung. 111 Hrmenschrift Pittier. Langen 1953. 112 Deutsches Museum, München, Plan­ sammlung. 113 Hrmenschrift Pittier, o. J. 114 Original im Deutschen Museum, Abt. Werkzeugmaschinen. 115 Werkfbto Gildemeister, Bielefeld. 116 Hrmenschrift Pittier. Langen o. J., S. 3, Bild 2. 117 Simon, W.: Die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen. München 1971, S. 466, Bild 309. 118 Werkbild Keamey & Trucker Marwin Li­ mited. Crowhuist Road, Hollingburg, Brighton, BN18 AU 119 Pressebild Siemens. 120 Hrmenschrift VW. Wolfsburg. 121 Graphik: Mathias Weidner. Deutsches Museum, München. 122 Graphik: Mathias Weidner, Deutsches Museum, München. 123 Deutsches Museum, München. 124 Zeichnung: Ulrich Vierbacher, Mün­ chen. 125 Deutsches Museum. München, Abt. Werkzeugmaschinen. 126 Zeichnung: Ulrich Vierbacher. München. 127 Deutsches Museum, München, Abt. Werkzeugmaschinen. 128 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 129 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 130 Deutsches Museum, München. 131 Original" im Deutschem Museum, Mün­ chen. 132 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 133 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 134 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 135 Wittman, K.: Die Entwicklung der Dreh­ bank bis zum Jahre 1939.2. Aufl. Düssel­ dorf: VDI1960, S. 47, Bild 54.

231

13« Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 137 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 138 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 139 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 140 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 141 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 142 Berthoud, F.: Histoire de la mesure du temps per les Horioges. Paris 1802. Planche CVll.Hg. 1. 143 Original Im Deutschen Museum. Mün­ chen. 144 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 145 Price, D. J. de Solls: Oears from the Greeks. In: Transactions of the American Philosophical Society. New Serie«. Bd. «4. TI. 7. Philadelphia 1974 (New York 1975, S. 37, Bild 29). 14« Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 147 Zeichnung von Ulrich Vierbacher. Mün­ chen. 148 Original im Deutschen Museum, Mün­ chen. 149 Zeichnung von Ulrich Vierbacher. Mün­ chen. 150 Zeichnung von Ulrich Vierbacher, Mün­ chen. 151 Original im Deutschen Museum. Mün­ chen. 152 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 84.3. 153 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 84.3.

154 Rotthowe. A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979. Bild 89.4. 155 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 89.5. 15« Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 79.1. 157 Mommertz, K. H.: Werkzeugmaschinen. Unveröffentlichtes Manuskript, München 1978, S. 122. 158 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 225.1. 159 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 58.3. l«0 Fachkunde für metallverarbeitende Beru­ fe. 42. Aufl., Wuppertal: Europa Lern­ mittel 1979, Bild 217.1. 161 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 99.1. 162 Fachkunde für metallverarbeitende Beru­ fe. 42. Aufl., Wuppertal: Europa Lern­ mittel 1979, Bild 318.1. 163 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 67.2. 164 Rotthowe, A. u. a.: Lehrbuch für Metall­ berufe. 6. Aufl. Hannover: Schroedel 1979, Bild 70.2. 165 Fachkunde für metallverarbeitende Beru­ fe. 42. Aufl.. Wuppertal: Europa Lehr­ mittel 1979, Bild 207.2. 166 Abriss der Vorgeschichte. Beerb. K. J. Narr u. a.. München: Oldenbourg 1957, S. 213.

Werkzeugmaschinen, historische Entwicklung und Bedeutung

Muskel-, Wind- und Wasserkraft Von Theorie und Praxis Wippe, Kurbel, Antriebsrad Zünfte - Fortschritt und Hemmnis Weltbild und Technik im Umbruch Vom Eisen zum Stahl Muskel-, Wind- und Wasserkraft an ihren. Grenzen

Dampfmaschinen und Kreuzsupport Grundlagen der industriellen Revolution Werkzeugmaschinen und Dampfmaschinen Die Hand des Drehers wird «ersetzt» Die Anfänge des Werkzeugmaschinenbaus Der englische Werkzeugmaschinenbau in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts Passung und Normung bleiben Theorie Das amerikanische System Maschinen statt Handwerker Fräsen statt Feilen Schärfere Werkzeuge, präzisere Werkstücke

Vom Entwicklungsland zur Wirtschaftsmacht Von Niederlagen und Reformversprechen Von Einigkeit und Recht und Freiheit Von der Nebenwerkstatt zur Fabrik

Der deutsche Werkzeugmaschinenbau Von Fabriken und Menschen Gründerjahre und Wirtschaftskrisen Made in Germany Von den Grenzen des mechanischen Antriebs

Spezialisierung, Rationalisierung, Automatisierung Wechselwirkungen Schneller, einfacher und genauer Der Baukasten: Vom Spielzeug zum Produktsystem Steuerung: Vom Anschlag zum Computer Trendwende: Computer auch Für Einzelstücke Wird auch der Kopf des Drehers «ersetzt»?

Historische Werkzeugmaschinen im Deutschen Museum

DM 14,80